近日，我院生物所联合美国夏威夷大学在玉米类黄酮双糖基转移酶功能研究方面取得新进展，研究成果以“Cloning, Expression, and Functional Characterization of Two Highly Efficient Flavonoid-di‑O‑glycosyltransferases ZmUGT84A1 and ZmUGT84A2 from Maize (Zea mays L.)”为题发表在国际学术期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry（中科院1区，IF:6.1）。

类黄酮化合物是一类普遍存在于植物体内的多酚类天然产物，具有广泛的生物活性。大量研究表明类黄酮可以改善人体健康，如抗氧化、抗炎症、抗癌和抗糖尿病等。糖基化修饰是由糖基转移酶(GTs)催化的，它将糖基片段从激活的供体分子转移到受体分子，形成糖苷键。尿苷二磷酸糖基转移酶（UGTs）由于其独特的糖基化活性而引起了广泛的关注。

本研究挖掘获得两个玉米糖基转移酶ZmUGT84A1和ZmUGT84A2。该酶可以体外催化木犀草素合成木犀草素3'-O-葡萄糖苷、木犀草素4'-O-葡萄糖苷、木犀草素7-O-葡萄糖苷、木犀草素3',7-di-O-葡萄糖苷和木犀草素4',7-di-O-葡萄糖苷，并且通过控制反应时间，可以合成所需要的产物。ZmUGT84A1和ZmUGT84A2也可以催化山奈酚、柚皮素、槲皮素、圣草酚和芹菜素等形成单氧糖苷和双氧糖苷。

图1 ZmUGT84A1和ZmUGT84A2的体外酶活分析

图2 ZmUGT84A1和ZmUGT84A2的酶促产物的质谱峰图

图3 ZmUGT84A1和ZmUGT84A2催化木犀草素糖基化的通路

木犀草素糖苷具有重要的生物活性。如木犀草素及其7-O-葡萄糖苷能改善小鼠的血糖、胰岛素等相关指标、帮助调控人类肠道菌群和线粒体功能。木犀草素4',7-di-O-葡萄糖苷具有抗氧化和抗菌活性。但是，目前木犀草素糖苷的主要获取途径是从药用植物中提取，其含量很低，无法满足市场需求。因此挖掘重要的玉米糖基转移酶并探明其催化特点，可为生物合成具有药用价值的黄酮糖苷提供重要的糖基转移酶。

生物所已出站博士后孙晓荣和在读硕士研究生柯照为共同第一作者，张中保研究员和夏威夷大学Qing X. Li教授为共同通讯作者。吴忠义研究员在课题设计和研究中给予重要指导。论文的第一通讯单位为北京市农林科学院。该研究得到了北京市自然科学基金和北京市农林科学院生物技术共享平台项目的资助。