Ученые из Университета Нагои продвинулись в понимании того, как растения производят общий пигмент, который может иметь медицинское применение. Они опубликовали свои выводы в журнале Scientific Reports.
«Мы изучили черную сою и обнаружили новый биосинтетический предшественник наиболее распространенного антоцианина в растениях», - говорит Куми Йошида из Университета Нагоя, который руководил исследованием и специализируется на химии натуральных продуктов.
Антоцианы - это растительные пигменты с антиоксидантной активностью. Они ответственны за многие оттенки красного, фиолетового и синего цветов, фруктов, овощей и корнеплодов. Ученые в настоящее время исследуют их лечебный потенциал для лечения метаболических заболеваний, таких как диабет и ожирение. Но пока антоцианы можно извлечь только из растений. Ученые хотят иметь возможность синтезировать большие количества чистых соединений, чтобы ускорить исследования их потенциальных преимуществ, что требует понимания того, как растения их производят.
Наиболее распространенным антоцианом является цианидин-3-О-глюкозид (Cy3G). Ученые уже довольно много знают о том, как он образуется в растениях. Однако недавние исследования поставили под сомнение часть пути его биосинтеза. Йошида и ее команда исследуют, как растения синтезируют пигменты, и решили выяснить, как Cy3G производится в черных соевых бобах. Обычно незрелое семя имеет зеленый цвет в стручке. В течение двух месяцев чернеет из-за накопления Cy3G. Воздействие света и воздуха на незрелые зеленые семена ускоряет этот процесс, в результате чего они чернеют в течение дня.
Йошида и группа ученых из Университета Нагоя и Национального института медицинских наук в Японии воспользовались этой быстрой трансформацией и проанализировали молекулярное содержание семян до, во время и в конце изменения цвета экспонированных семена. Особое внимание они уделили Cy3G и другому соединению под названием тетрагидроксифлав-2-ен-3-ол-O-глюкозид (2F3G), которое было идентифицировано другой исследовательской группой несколько лет назад..
Йошида и ее команда обнаружили, что очень незрелые истинно-зеленые семена не содержат Cy3G или 2F3G. Однако непосредственно перед тем, как они начинают менять цвет, в семенной оболочке можно обнаружить 2F3G. За этим следует увеличение Cy3G и последующее снижение 2F3G. Ученые обнаружили, что черные семена на последней стадии имели большое количество Cy3G, но не имели 2F3G. Они пришли к выводу, что это означает, что 2F3G является предшественником Cy3G. Дальнейшие анализы показали, что превращение 2F3G в Cy3G происходит в вакуолях семенной кожуры и может не катализироваться ферментом, который ранее считался вовлеченным в синтез Cy3G.
Следующая цель группы - прояснить полные этапы синтеза Cy3G в черной сое и определить, одинаковы ли эти этапы у других растений.