การเผาผลาญของTheanine-กรดอะมิโนที่ไม่ใช่โปรตีนที่ไม่เหมือนใคร-เป็นกระบวนการทางชีวภาพที่จำเป็นในระหว่างการปลูกและการผลิตของชา (Camellia sinensis-ที่กำหนดคุณภาพชา
แบบจำลองที่เสนอสำหรับ CSMYB73 ควบคุมการสะสมของ Theanine ซึ่งเป็นสื่อกลางโดย CSGGT2 และ CSGGT4 ในการถ่ายชาของ 'Huangkui' ที่กลับมาเป็นสีเขียวจากสีเหลือง ลูกศรสีน้ำเงินบ่งบอกถึงการเผาผลาญ Theanine ที่เกี่ยวข้องกับ CSGGT2 ลูกศรสีส้มบ่งบอกถึงการเผาผลาญ Theanine ที่เกี่ยวข้องกับ CSGGT4 ลูกศรสีดำแสดงถึงการแสดงออกของยีนที่ควบคุมและลดลงและเนื้อหา Theanine ลูกศรสีเทาแสดงถึงผลบวกและเส้นแนวตั้งสีเทาแสดงถึงผลการยับยั้ง กลู - กลูตามีน; CSGGT2 และ CSGGT4-γ-glutamyl-transpeptidase จากต้นชา; CSMYB73 - ปัจจัยการถอดรหัสจากพืชชา จุดไข่ปลาที่ฝังอยู่กับเครื่องหมายคำถามแสดงถึงปัจจัยด้านกฎระเบียบที่ไม่ผ่านการตรวจสอบซึ่งอาจมีส่วนร่วมในรูปแบบนี้ ในช่วงระยะเวลาสีเหลืองของใบ 'Huangkui' การปราบปรามอย่างมีนัยสำคัญของ CSMYB73 ยับยั้งกิจกรรม Theanine Hydrolase CSGGT2 เพิ่มเติมและเปิดใช้งานกิจกรรมการสังเคราะห์ CSGGT4 ที่สูงขึ้นส่งผลให้ระดับที่สูงขึ้นในการยิงชา เมื่อชามีการเปลี่ยนจากสีเหลืองเป็นสีเขียวการควบคุม CSMYB73 นำไปสู่การเพิ่มประสิทธิภาพในกิจกรรมของ Hydrolase CSGGT2 ในขณะเดียวกันก็ระงับการสังเคราะห์ Theanine โดย Theanine synthase CSGGT4 ดังนั้นกระบวนการนี้จึงส่งผลให้เกิดการลดลงอย่างต่อเนื่องในระดับการสะสมของ Theanine ในยอด 'Huangkui' เครดิตภาพ: ช้างet al., doi: 10.1093/hr/uhae012
การสะสมของ Theanine ในใบชาเป็นกระบวนการแบบไดนามิกที่ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมและขั้นตอนการพัฒนาพืช
ในขณะที่การศึกษาที่ผ่านมาได้ระบุเอนไซม์สำคัญที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ทางชีวภาพและการสลายตัว แต่กฎระเบียบการถอดเสียงที่แม่นยำในการควบคุมกระบวนการเหล่านี้ยังคงเข้าใจยาก
“ ในฐานะที่เป็นพืชที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจโดยทั่วไปใบชาจะได้รับการคัดเลือกสำหรับการทำชาด้วยคุณค่าทางเศรษฐกิจและผลกระทบต่อสุขภาพที่ดี” Anhui Agricultural University Biological นักชีววิทยาโรงงาน Manman Chang และเพื่อนร่วมงานกล่าว
“ ในฐานะที่เป็นกรดอะมิโนที่ไม่ใช่โปรตีนที่ไม่เหมือนใคร Theanine ได้รับการควบคุมแบบไดนามิกโดยสภาพแวดล้อมและตัวชี้นำการพัฒนา”
“ คล้ายกับกลูตามีน Theanine ทำหน้าที่เป็นรูปแบบของการจัดเก็บและขนส่งไนโตรเจนและมีหน้าที่ทางสรีรวิทยาที่สำคัญในการเจริญเติบโตของพืช”
“ โดยทั่วไปแล้ว Theanine ส่วนใหญ่จะสังเคราะห์ในรากซึ่งถูกส่งไปยังใบอ่อนและเนื้อเยื่ออื่น ๆ ของโรงงานชาเพื่อใช้” พวกเขากล่าวเสริม
“ ในระหว่างการสุกของใบไม้
“ มีการบันทึกไว้เป็นอย่างดีว่าการสะสมของ Theanine ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากปัจจัยต่าง ๆ เช่นฤดูกาลการพัฒนาและอิทธิพลด้านสิ่งแวดล้อม”
“ กลไกระดับโมเลกุลที่รับผิดชอบในการสังเคราะห์ทางชีวภาพและการย่อยสลายนั้นยังไม่ได้รับการอธิบายอย่างละเอียด”
ในการศึกษาของพวกเขาผู้เขียนตรวจสอบบทบาทของยีนที่เฉพาะเจาะจงและปัจจัยการถอดรหัสในการพิจารณาการสะสมของ Theanine นำเสนอข้อมูลเชิงลึกที่แปลกใหม่ในพื้นฐานระดับโมเลกุลของชีววิทยาพืชชา
พวกเขามุ่งเน้นไปที่ความแตกต่างการทำงานระหว่างเอนไซม์สำคัญสองตัวคือ CSGGT2 และ CSGGT4 และตัวควบคุมการถอดเสียง CSMYB73
ผ่านการตรวจทางชีวเคมีพวกเขายอมรับว่า CSGGT4 แสดงประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญสำหรับการสังเคราะห์ Theanine ในขณะที่ CSGGT2 ทำหน้าที่เป็น hydrolase theanine ซึ่งเป็นหลัก
การสร้างแบบจำลอง homology ขั้นสูงและการวิเคราะห์การเชื่อมต่อโมเลกุลเผยให้เห็นความแตกต่างของโครงสร้างระหว่างเอนไซม์เหล่านี้อธิบายบทบาทที่แตกต่างกัน
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง CSGGT4 แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งสำหรับเอทิลมีนและกลูตามีนซึ่งเป็นสารตั้งต้นที่สำคัญในการสังเคราะห์ทางชีวภาพ
การตรวจสอบระดับโมเลกุลเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่า CSMYB73 ซึ่งเป็นปัจจัยการถอดรหัสนิวเคลียสที่มีการแปลเป็นนิวเคลียสโดยตรงกับโปรโมเตอร์ของ CSGGT2 และ CSGGT4 โดยตรงโดยใช้เอฟเฟกต์การกำกับดูแลที่ตรงกันข้าม: มันเปิดใช้งาน CSGGT2
นักวิจัยยังตั้งข้อสังเกตว่าการแสดงออกของ CSMYB73 ในระดับสูงมีความสัมพันธ์กับกิจกรรม CSGGT2 ที่เพิ่มขึ้นและฟังก์ชั่น CSGGT4 ที่ลดลงซึ่งนำไปสู่เนื้อหา Theanine ที่ลดลง
การค้นพบเหล่านี้เผยให้เห็นกลไกการควบคุมทางพันธุกรรมที่ซับซ้อนซึ่งควบคุมการเผาผลาญของ Theanine และเปิดโอกาสใหม่สำหรับการผสมพันธุ์ที่แม่นยำในการเพาะปลูกชา
“ การศึกษาของเราให้ความเข้าใจที่ครอบคลุมเกี่ยวกับการควบคุมการถอดรหัสของการเผาผลาญ Theanine ในโรงงานชา” ดร. จุนซุนกล่าวจาก Anhui Agricultural University
“ ด้วยการเปิดเผยบทบาทของ CSMYB73, CSGGT2 และ CSGGT4 เรากำลังปูทางไปสู่การแทรกแซงทางพันธุกรรมที่สามารถเพิ่มคุณภาพชาซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญทางเศรษฐกิจและวัฒนธรรมที่สำคัญ”
ที่ผลการวิจัยปรากฏในวารสารการวิจัยพืชสวน-
-
Manman Changet al- 2024. CSMYB73 ควบคุมการสะสม Theanine ในทางลบโดย CSGGT2 และ CSGGT4 ในการถ่ายชา (Camellia sinensis-การวิจัยพืชสวน11 (3); ดอย: 10.1093/ชม./uhae012
