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植物已经发展出很大的可塑性来以适应外部环境。通过糖基化过程产生的大量结构多样的代谢物是导致这种可塑性的一种潜在机制。葫芦素是一类高度氧化的四环三萜类化合物,其主要存在于葫芦科中。在黄瓜中,主要苦味物质是葫芦素C(CuC)。在以前的研究中,确定了9种CuC生物合成的酶。然而,UGT参与CuC代谢尚未见报道。通过应用转录组学和代谢组学方法,本论文发现UGT73AM3是参与黄瓜CuC糖基化的CuC 3-O葡萄糖基转移酶。本文的主要结果如下:1.本研究从大约37 kg具有苦味的自交系9930的叶片中分离葫芦素C的糖基化产物。NMR数据表明该糖基化化合物应当是CuC的3-O-β-D-葡萄糖苷。黄瓜叶中CuC糖苷的存在有力地证明了葡糖基化参与CuC代谢。2.利用MTT测定实验,本研究对该葡糖基化过程是否来改变CuC的细胞毒性进行了测试。从IC50的比较结果显示CuC糖苷配基比葡糖基化CuC具有高得多的细胞毒性。3.综合利用不同发育阶段的9930叶片中CuC和CuC 3-O-β-吡喃葡萄糖苷的详细积累模式及相对应时期的转录组数据相关联性来筛选候选基因,获得5个候选UGTs。4.利用体外酶促实验对纯化的候选糖基转移酶进行测试,实验结果表明UGT73AM3可以催化CuC 3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷产物的形成。黄瓜的子叶瞬时过表达UGT73AM3可显著增加CuC3-O-β-吡喃葡萄糖苷的代谢水平。5.与其他类型的酶相比,功能性UGT通常具有相对范围较宽的糖受体底物。本研究以三萜类化合物为底物进行测试,UGT73AM3不能使这些三萜类化合物葡糖基化。进一步扩大糖受体底物的范围,对包括类黄酮和酚酸进行体外测试发现UGT73AM3只具有对柚皮素的糖基化能力。6.测定了UGT73AM3对CuC和柚皮素的基本动力学参数。实验结果中尽管UGT73AM3对CuC(9.3μM)的Km值比柚皮素(82.6μM)低约10倍,但UGT73AM3对CuC(5.33×10-5 s-1)的Kcat值远低于柚皮素(2.28×10-2 s-1)。