Science子刊：陈晓亚研究组发现植物辅酶Q合成途径关键酶

中国科学院分子植物科学卓越创新中心陈晓亚研究组在Science Advances上发表了题为“A unique flavoenzyme operates in ubiquinone biosynthesis in photosynthesis-related eukaryotes”的科研论文。该研究鉴定了真核生物线粒体中辅酶Q合成途径的苯环6位羟化酶CoqF，发现CoqF广泛存在于植物、藻类、顶复动物、眼虫等类群。系统分析比较了真核生物两类苯环6位羟化酶CoqF和Coq7的进化和分布。

辅酶Q（coenzyme Q，CoQ），又称泛醌（ubiquinone），是一种存在于所有真核生物和部分细菌的萜苯醌类化合物，是线粒体氧化呼吸链的电子传递体，也是人体必需的营养成分。辅酶Q缺乏会导致严重的疾病，影响神经系统、骨骼肌、心脏、肾脏等组织和器官的功能。随着年龄的增加，成年人体内辅酶Q含量逐渐降低，此外服用他汀类药物、其他疾病等因素也会造成辅酶Q的继发性缺乏。人类可以从日常饮食中补充辅酶Q，但蔬菜、水果、谷物等植物性食物中的辅酶Q含量较低。到目前为止，植物辅酶Q合成途径还未完全解析。

苯环6位羟化酶是辅酶Q合成途径的倒数第二步酶。酵母和人体内催化该步反应的是二铁羟化酶Coq7，然而植物没有Coq7的同源蛋白。许晶晶等在模式植物拟南芥中发现一个黄素单加氧酶，能够回补大肠杆菌和酵母6位羟化酶突变株，命名为CoqF。该酶在植物中普遍存在，包括粮食作物、油料作物和蔬菜。植物缺失CoqF胚胎致死，而人的6位羟化酶Coq7可以回补植物突变体，说明二者可以相互替代。

大数据分析表明，Coq7广泛分布于真菌和动物中，也存在于其它真核生物类群，说明Coq7可能来自真核生物的共同祖先，而CoqF则主要分布在植物、绿藻和一些其他藻类中，且多次发生水平转移。值得注意的是，CoqF还存在于疟原虫、弓形虫和隐孢子虫等顶复门寄生虫中，为相关新药研发提供了靶点。(生物谷Bioon.com）