牻牛儿牻牛儿基二磷酸(geranylgeranyl diphosphate，GGPP)是植物合成叶绿素、类胡萝卜素、赤霉素、脱落酸、叶绿醌、生育酚以及异戊烯化蛋白质等有机物的共同前体。其中:叶绿素和类胡萝卜素是植物光合作用过程中吸收光能的光合色素;赤霉素和脱落酸是调节植物生长发育的两类重要激素;叶绿醌(又称为维生素K1)、生育酚（又称为维生素E）以及异戊烯化蛋白质在植物中也都具有重要作用。由此可见，牻牛儿牻牛儿基二磷酸各分支合成途径的代谢流调控对植物的生长发育调节过程具有非常重要的意义。　　在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中，牻牛儿牻牛儿基二磷酸合成酶(geranylgeranyl diphosphate synthase，GGPPS)是由含有12个成员的基因家族编码的，它们催化C5的异戊烯基二磷酸(isopentenyl diphosphate，IPP)和二甲基丙烯基二磷酸(dimethyallyl diphosphate，DMAPP)聚合形成C20的牻牛儿牻牛儿基二磷酸。编码这些酶的基因在染色体上形成了两个基因簇(GGPPS2、GGPS3和GGPPS5、GGPPS6、GGPPS7)，并且它们的氨基酸序列非常相似。该基因家族编码的蛋白中有六个被转运到质体中，包括GGPPS2(At2g18620)、GGPPS6(At3g14530)、GGPPS7(At3g14550)、GGPPS10(At3gS2040)、GGPPS11(At4g36810)和GGPPS12(At4g38460)。运用Genevestigator数据库分析表明，拟南芥生长发育的各个阶段中GGPPS11和GGPPS12表达量都显著高于另外10个GGPPS基因。　　在拟南芥质体中，以GGPP作为催化底物的酶主要有三种:(1)牻牛儿牻牛儿基还原酶(geranylgeranyl reductase，GGR)，它催化形成植基二磷酸(phytyldiphosphate)，作为叶绿素、叶绿醌和生育酚的侧链部分，其中GGR(At1g74470)是叶绿素合成酶的一个亚单位(ChlP)，参与催化叶绿素的合成;(2)内根-古巴基二磷酸合成酶(ent-copalyl diphosphate synthase，CPS，At4g02780)，它在与一系列酶的共同催化作用下最终合成赤霉素;(3)八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase，PSY，At5g17230)，它催化两分子GGPP之间的反应，形成C40的八氢番茄红素，其衍生产物包括胡萝卜素、叶黄素以及脱落酸等。将这3个基因与GGPPS家族的12个基因的组织特异性表达谱进行聚类分析发现,GGPPS11和GGPPS12与这三个基因的表达谱比较相近，因此这两个牻牛儿牻牛儿基二磷酸合成酶可能与这些色素或激素的合成密切相关。　　我们通过酵母双杂交实验发现，GGPPS11与GGPPS12能够相互作用形成复合体，但其它质体中的GGPPS之间不存在相互作用;质体中的GGPPS与下游分别催化合成叶绿素、类胡萝卜素、赤霉素的第一个酶——牻牛儿牻牛儿基还原酶、八氢番茄红素合成酶、内根-古巴基二磷酸合成酶之间也没有相互作用，以上结果表明GGPPS11与GGPPS12的相互作用是特异性的。此外，拟南芥GGPPS家族除了GGPPS12以外都含有高度保守的两个富含天冬氨酸的基序(first aspartate-rich motif, FARM,DDXXXXD)和(second aspartate-rich motif,SARM，DDXXD);GGPPS12则只有FARM，没有SARM的最后一个天冬氨酸(序列为DDITE)。通过系统发育分析，GGPPS12与金鱼草等植物中的牻牛儿基二磷酸合成酶较小的亚基(geranyl diphosphate synthase small subunit，GPPS.SSU)形成一个进化枝，与其它的GGPPS不在同一进化枝。因此，我们推测GGPPS12可能具有与GPPS.SSU相似的功能，可以与GGPPS11相互作用形成复合体，在牻牛儿牻牛儿基二磷酸的代谢流调控方面具有重要意义。