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辣椒中辣素合成途径的分子机制研究辣椒是一种常见的香辛料，据统计全世界有三分之一的人口喜欢吃辣，而辣椒的辣味主要来自一种叫做辣素的化合物。
辣素是辣椒中的一种生物碱，具有强烈的刺激性，能够刺激唾液腺和汗腺分泌，增加食欲，促进消化。
不过，对于人体而言，摄入过多的辣素并不利于健康，可能会引起胃痛、胃溃疡等不适。
因此，研究辣素的合成途径和分子机制，对于合理利用、控制辣素含量，以及开发辣素类新药物等方面具有重要意义。
辣椒中的辣素主要是通过辣椒素合成途径合成的。
辣椒素是一种黄色的脂溶性颜料，对光线敏感，在辣椒的的果实成熟能见到明显的黄色感觉。
研究表明，辣椒素是辣椒辣味的前体物质，也就是说，辣椒素在合适的环境下可以发生辣素化反应，生成辣素。
目前研究表明，辣素的合成与多种酶类有关。
其中，最重要的酶类之一就是辣椒素加氧酶（CAPS, Capsanthin-Capsorubin Synthase）。
CAPS是一种存在于辣椒中的细胞质膜蛋白，具有双重催化活性。
首先，CAPS能够将辣椒素氧化成Capsanthin,再把Capsanthin加氧化成红色的Capsorubin。
而在CAPS的催化下，Capsanthin和Capsorubin又会在一系列的化学反应中被转化成辣素。
除了CAPS外，Cytochrome P450 Enzyme（CYP450酶）也参与了辣椒素的加氧化反应。
研究表明，在辣椒素合成过程中，CYP450与CAPS共同作用，通过逐步氧化的方式将Capsanthin和Capsorubin转化成辣素。
此外，还有一些调控因子能够直接或间接地影响辣素的合成。
例如，研究表明，一个叫做辣椒素合成调控基因（CRSP）的基因能够通过调控辣椒素合成途径的酶类活性，影响辣素的合成。
而另外一个叫做 Capsaicinoid Amino Acid Methyltransferase 1 (AMT1) 的基因则能够通过催化辣素前体物质的甲基化反应，进一步促进辣素的合成。
辣椒COI1.2基因的克隆、表达分析和植物表达载体的构建黄小云;陈再刚;杨俊年;胡廷章【期刊名称】《西南农业学报》【年(卷),期】2014(027)004【摘要】利用RT-PCR技术,通过同源克隆从辣椒中分离到CaCOI1.2基因,采用生物学软件对序列进行生物信息学分析,采用实时定量RT-PCR技术分析基因的表达模式.结果表明:克隆到的CaCOI1.2基因长度为2041 bp,推测其读码框大小为1812 bp,编码603个氨基酸.在CaCOI1.2蛋白质N-端有一个F-box结构域,C-端有6个富含亮氨酸结构域.CaCOI1.2蛋白的氨基酸与巳知其他植物COI1蛋白序列有53.03 ％～93.37％的一致性.聚类分析结果显示:CaCOI1.2与番茄、烟草和葡萄等双子叶植物的亲缘关系较近,而和水稻、玉米、高粱等单子叶植物的亲缘关系较远.CaCOI1.2在辣椒的不同生长发育时期的组织中都能表达,在花和青熟期果实中表达水平较高,表明CaCOI1.2在花和果实的发育过程中起重要作用.构建植物表达载体pBI121-CaCOI1.2,并导入根癌农杆菌LBA4404中,得到植物转化工程菌,这为下一步用于辣椒等作物的转基因操作、研究CaCOI1.2基因在植物中的功能奠定了基础.【总页数】7页(P1649-1655)【作者】黄小云;陈再刚;杨俊年;胡廷章【作者单位】重庆三峡学院生命科学与工程学院,重庆404000;重庆三峡学院生命科学与工程学院,重庆404000;重庆三峡学院生命科学与工程学院,重庆404000;重庆三峡学院生命科学与工程学院,重庆404000【正文语种】中文【中图分类】S641.3【相关文献】1.新疆耐盐植物藜的甜菜碱醛脱氢酶基因(CaBADH)的克隆、盐胁迫表达分析及植物表达载体的构建 [J], 袁军文;谷丽丽;陈莎莎;徐栋生;兰海燕2.烟草质膜ATPase4基因的克隆、表达载体构建及表达分析 [J], 王静;彭双;胡圣;卓维;陈倩;李立芹3.甘蓝型油菜GPDH基因克隆、表达分析及植物过表达载体构建 [J], 张超;付三雄;周小婴;唐容;黄莎;杨克相;戚存扣4.甘蓝型油菜GPDH基因克隆、表达分析及植物过表达载体构建 [J], 张超; 付三雄; 周小婴; 唐容; 黄莎; 杨克相; 戚存扣5.青花菜β-1,3-葡聚糖酶基因的克隆、表达分析及其植物表达载体的构建 [J], 靳敏峰;侯喜林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
辣椒素和辣椒素酯的生物合成与应用研究进展
高蓝
【期刊名称】《中国食品添加剂》
【年(卷),期】2008(000)004
【摘要】辣椒素和辣椒素酯是辣椒属的特异代谢产物.辣椒中的主要辛辣成分辣椒素已广泛用作食品添加剂,它在医药方面的应用也越来越广泛.辣椒素酯是在甜椒中发现的无辣味的物质,其化学结构及生物合成途径与辣椒素相似,在中间物香草醛处发生分支.辣椒素酯和辣椒素都是通过辣椒素受体发挥作用的,它们的一些生理功能也是相似的.
【总页数】5页(P112-116)
【作者】高蓝
【作者单位】广东药学院,广州,510006
【正文语种】中文
【中图分类】TS202.3
【相关文献】
1.GPC-HPLC-MS／MS法测定食用油中天然辣椒素、二氢辣椒素和合成辣椒素含量 [J], 徐彦辉;刘燕;丁磊
2.辣椒素类物质生物合成及相关调控基因研究进展 [J], 刘熠;刘峰;邹学校
3.超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱质谱快速筛查和定量检测食用油脂中的天然辣椒素、合成辣椒素和二氢辣椒素 [J], 刘诗瑶;吴文林;肖全伟;梁恒兴;苟兴华
4.固相萃取-液相色谱-串联质谱法测定食用油脂中的合成辣椒素、天然辣椒素和二
氢辣椒素 [J], 阳曦;向世杰
5.华南农业大学园艺学院在辣椒素类物质生物合成领域取得新进展 [J], 无
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收稿日期：2023-09-27基金项目：国家自然科学基金（32360744）；云南省生物种业与精深加工重大专项（202202AE090031)作者简介：张明先（2000-），女，在读硕士生，研究方向为蔬菜种质创新及利用，E-mail：*******************通信作者：吕俊恒（1989-），男，博士，副教授，研究方向为蔬菜种质创新及利用，E-mail：******************.cn广东农业科学2023，50（11）：50-58Guangdong Agricultural SciencesDOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2023.11.005张明先，张芮豪，李平平，吴睿，周慧丹，邓明华，吕俊恒. 辣椒CMB1基因克隆与表达分析［J］. 广东农业科学，2023，50（11）：50-58.辣椒CMB1基因克隆与表达分析张明先1，张芮豪1,2，李平平1，吴 睿1，周慧丹1，邓明华1，吕俊恒1（1.云南农业大学园林园艺学院/云南省蔬菜生物学重点实验室，云南 昆明 650201；2.云南省农业科学院园艺作物研究所,云南 昆明 650205）摘 要：【目的】CMB1基因在植物的花序结构和果实成熟调控中发挥重要作用，但有关辣椒CMB1基因的功能和调控机制鲜有报道，因此研究辣椒中调控类胡萝卜素合成相关的转录因子及CMB1基因在辣椒中的作用，为辣椒选育提供参考。
【方法】以皱皮红、皱皮黄两种辣椒果实为试验材料，利用同源序列法克隆CMB1的编码序列并对其进行生物学信息分析，通过实时荧光定量PCR 技术分析CMB1在红色与黄色辣椒果实中不同发育时期（绿熟期、转色期、完熟期）的表达模式。
【结果】皱皮红与皱皮黄辣椒的CMB1基因ORF 长度均为732 bp，可编码243个氨基酸残基。
序列比对发现，皱皮红CMB1碱基序列的第11个位点发生突变，G 突变为T，导致氨基酸序列由G（甘氨酸）突变为V（缬氨酸）。
经济作物辣椒中辣椒素代谢途径的分子机制研究辣椒是我国的传统经济作物之一，其独特的香辣味道不仅能够为美食带来不同的味觉享受，也具备一定的医学价值。
辣椒素是辣椒香辣的主要成分，因此研究辣椒素代谢途径的分子机制对于促进辣椒产业的发展，推动我国经济的稳步增长具有重要作用。
第一部分辣椒素的代谢途径辣椒素是辣椒香辣的主要成分，分为胡椒素和辣椒红素两种。
胡椒素是辣椒中主要的黄色素，是一种具有强抗氧化作用的化合物，具有预防癌症和心脑血管疾病的作用。
而辣椒红素则是辣椒中主要的红色素，其中最为活跃的成分是辣椒素A，它具有一定的刺激性和毒性，但也具有一定的保健功能。
辣椒素的代谢途径主要包括几个方面：首先，辣椒素在肠道内被水解成为胆固醇代谢产物，并被吸收到肠道上皮细胞；其次，这些代谢产物被ATP结合转移酶即葡萄糖醛酸转移酶（UGT）加工成为更易于排泄的水溶性代谢物；最后，这些代谢产物被经过肝脏代谢排入尿液中。
同时，辣椒素的代谢途径也存在一些异质性。
例如，对于同样摄入相同剂量的辣椒素，不同的个体可能会表现出不同的生理反应，这与其代谢途径的异质性有关。
第二部分辣椒素代谢途径的分子机制研究1. 辣椒素与葡萄糖醛酸转移酶的作用葡萄糖醛酸转移酶是辣椒素代谢途径中的关键酶，它能将辣椒素转化为水质的代谢产物，以降低辣椒素对人体的刺激性。
近年来，国内外的一些研究表明，UGT基因家族具有较高的表达差异性，这可能是导致辣椒素嗜口性不同的原因之一。
2. 辣椒素代谢途径的调控辣椒素代谢途径的调控机制也备受关注。
研究表明，部分转录因子，如绿原酸/肉桂酸共激活因子（PGC-1α）、细胞因子信号转导因子c-Jun N端激酶（JNK）等，可能与辣椒素代谢途径有关。
这些转录因子的活性变化，可能会导致UGT基因的表达发生改变，进而影响辣椒素的代谢途径和生理反应。
3. 辣椒素代谢途径的遗传多样性在不同人群中，辣椒素代谢途径的相关基因多态性也将会引起不同程度的体内药代动力学和药效学的变化。
109--专论•综述 引用格式：刘 熠，刘 峰，邹学校. 辣椒素类物质生物合成及相关调控基因研究进展[J]. 湖南农业科学，2020（9）：109-111. DOI:10.16498/ki.hnnykx.2020.009.028辣椒（Casicum.C ）是闻名于世界各地的绝佳菜肴调味品。
它不仅在食品加工方面发挥着必不可少的作用，而且有巨大的潜在药用价值[1-2]。
辣椒素（Capsaicin ）是存在于辣椒中的重要次生代谢物质，按含量排列，其次是二氢辣椒素、去二氢辣椒素、同二氢辣椒素等[3]。
在众多的茄科植物中，只有辣椒属可以产生辣椒素，辣椒素主要是在辣椒胎座中合成。
辣椒素具有多种功能，如抗氧化、抗癌等药理作用，除此之外，食用辣椒素还可以产生令人体感到兴奋的多巴胺物质[4]。
因此，对于辣椒素的研究越来越受人们的关注，培育可以产生大量辣椒素的优质辣椒品种也成为了辣椒研究方向最主要的目标之一。
1 辣椒素类物质种类与含量测评1.1 辣椒素类物质辣椒最早产于中拉丁美洲的热带地域，但随着时间的推移和全球化的进展加快，辣椒的栽植面积呈现出逐年增加的趋势。
与此同时，辛辣的菜肴已经成为许多国家传统菜肴的一部分，食品再生产和原料加工的方向上辣椒素的作用可谓是发挥到了极致[5]。
此外，辣椒素的许多益处也和工业应用息息相关。
人类食用辣椒所感受到的辛辣味道实际上是一种神经灼烧痛感，是对神经末梢的刺激反应，而这种刺激是因为存在于辣椒属中的生物碱和其类似物的积累造成的[6]。
辣椒素最早是在1876年由Thresh 等获得晶体后命名的[7]。
当前已分离出的30多种辣椒素同 系物被统称作辣椒素类物质[8]。
辣椒素类物质其实本质 是一种生物碱，是由香草基胺与支链脂肪酸二者酰氨化合成的。
按存在于辣椒中的含量排列，已发现的辣椒素类物质种类有很多，人们所熟知且含量较高的有辣椒素、二氢辣椒素（Dihydrocapsaicin ）、降二氢辣椒素（Nordihydrocapsaicin ）、高辣素（Homocapsaicin ）、高二氢 椒（Homodihydrocapsaicin ）、 辛酸香草酸胺（Octanoyl vanillylamide ）、壬酸香草基胺（Nonanoyl vanillylamide ）、 癸酸香草肽胺（Decanoyl vanillylamide ）、辣椒素酯（Capsiate ）、二氢辣椒素酯（Dihydrocapsiate ）和降二氢辣椒素酯 （Nordihydrocapsiate ）等[9]，它们的主要区别是脂肪侧链长度和在脂肪链中存在的双键多少。
刘艳艳，丁 颖，刘兴华，等．辣椒生长素抑制蛋白基因ＣａＡＲＰ１的克隆及其对青枯菌侵染的响应［Ｊ］．江苏农业科学，２０２３，５１（２１）：１３－１９．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２３．２１．００３辣椒生长素抑制蛋白基因ＣａＡＲＰ１的克隆及其对青枯菌侵染的响应刘艳艳，丁 颖，刘兴华，郑佳秋（江苏沿海地区农业科学研究所，江苏盐城２２４０００） 摘要：生长素响应基因编码生长素抑制蛋白（ＡＲＰ），是非常重要的下调基因，能够抑制生长素（ＩＡＡ）信号的转导，在植物的生长、发育、抗病、抗逆以及种子休眠等过程中发挥重要作用。
为解析辣椒ＡＲＰ１基因的序列特征和功能，以辣椒品种ＣＭ３３４为试材，克隆获得辣椒ＡＲＰ１基因ｃＤＮＡ全长序列，命名为ＣａＡＲＰ１，ＧｅｎＢａｎｋ登录号为ＡＡＲ８３８８８．１。
序列分析结果表明，辣椒ＣａＡＲＰ１基因的ｃＤＮＡ全长２２８ｂｐ，没有非翻译区，包含１个２２８ｂｐ的开放阅读框架，编码７５个氨基酸。
ＣａＡＲＰ１基因含有２个外显子和１个内含子，全长３８５ｂｐ。
ＣａＡＲＰ１蛋白的分子量为８．２９８ｋｕ，理论等电点为９ ９９，没有跨膜结构，不存在信号肽，为亲水性不稳定蛋白，二元结构元件多为无规则卷曲。
ＣａＡＲＰ１蛋白与同属茄科植物的马铃薯、番茄、黄果茄、烟草生长素抑制蛋白的同源性较高，序列一致性分别为９５．００％、９６．６７％、９３．２４％、９１ ８９％。
实时荧光定量ＰＣＲ分析结果表明，ＣａＡＲＰ１基因在青枯菌侵染１～７ｄ期间均呈现极显著下调的趋势，推测该基因可能在辣椒应答青枯病侵染中发挥重要作用。
关键词：辣椒；ＣａＡＲＰ１基因；基因克隆；序列分析；表达分析 中图分类号：Ｓ６４１．３０１；Ｓ４３６．４１８．１＋９ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－１３０２（２０２３）２１－００１３－０６收稿日期：２０２３－０８－１８基金项目：江苏省农业科技自主创新资金［编号：ＣＸ（２１）３０３１］；江苏省农业重大新品种创制专项（编号：ＰＺＣＺ２０１７１５）。
辣椒素类物质生物合成途径及其相关基因研究进展吴智明;程蛟文;唐鑫;胡开林【期刊名称】《中国蔬菜》【年(卷),期】2012(000)022【摘要】辣椒素类物质是辣椒果实胎座中产生的特异辣味代谢产物的总称.辣椒素类物质在辣椒果实中的生物合成主要有两条途径:以苯丙氨酸为前体的苯丙烷途径和以缬氨酸或亮氨酸为前体的支链脂肪酸途径.本文综述了近年来国内外学者在辣椒素类物质生物合成过程中的主要酶类基因的克隆、基因表达调控机制研究方面取得的最新进展.%Capsaicinoids are the substances responsible for the pungent sensation that synthesize and accumulate unique in fruits placental tissues of Capsicum species. Capsaicinoids are biosynthesized through 2 pathways: phenylpropanoid and branched-chain fatty acid pathways, which provide the precursors phenylalanine and valine or leucine, respectively. This paper reviewed the new research progress on studying the enzymes and genes participating in the biosynthetic pathway and the regulatory process that accounts for different accumulation levels of capsaicinoids in chili pepper fruits.【总页数】7页(P1-7)【作者】吴智明;程蛟文;唐鑫;胡开林【作者单位】仲恺农业工程学院园艺园林学院,广东广州510225;华南农业大学园艺学院,广东广州510642;华南农业大学园艺学院,广东广州510642;华南农业大学园艺学院,广东广州510642【正文语种】中文【中图分类】Q78【相关文献】1.植物花青素生物合成途径相关基因的研究进展 [J], 张云洁;潘怡辰;王汝茜;李集临;张杰2.功能性红曲中三类主要聚酮类化合物合成途径相关基因研究进展 [J], 陈泉;吴远征;赵晓燕;赵吉兴;李耀;李纪顺3.辣椒素类物质生物合成研究进展 [J], 李竞芸4.辣椒素类物质生物合成研究进展 [J], 张西露; 毛亦卉; 戴雄泽5.辣椒素类物质生物合成及相关调控基因研究进展 [J], 刘熠;刘峰;邹学校因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
