[AROMA]新聞_植物氣味密碼

精油香氣來源是植物二次代謝的產物,近日中研院發現利用蛋白質調控催化香氣,是這首次方向調整天然香氣的方法,未來是否影響變成香水工業,在目前人工合成香精低成本且氾濫的今天,我們拭目以待.


植物氣味密碼 中研院破解
2010/02/13
中國時報【朱立群╱台北報導】

薄荷葉香氣怡人，但過去從未有人探索這款香味產生的機制。中研院昨天宣布破解植物的「氣味密碼」，未來利用基因工程操縱兩個關鍵的蛋白質，大量製作天然香味驅蟲劑或催情香水，只需一周即可搞定。

這兩種蛋白分別扮演「催化」與「調控」的角色，兩者無色無味，只需稍加修飾，就能製造各種氣味。

由中研院副院長王惠鈞與台大生化所研究團隊應用Ｘ光繞射技術定位上述二蛋白質分子的三度空間結構，清楚看出「調控」蛋白壓縮「催化」蛋白，在後者身上「擠」出小房間讓植物天然化合物進駐，成為培養氣味的溫床。

研究成果日前登上植物科學領域排名第一的《植物細胞》（Plant Cell）期刊，論文第一作者、中研院生化所研究助理張道欣表示，學界過去只知上述兩種蛋白必須存在植物才能產生氣味，但並不知蛋白彼此之間的作用機制。

美國華盛頓州立大學兩年半前邀請中研院與台大合作研究薄荷，提供我方控制催化蛋白與調控蛋白的基因。張道欣等人利用大腸桿菌培養可以表現這兩種基因的蛋白質，並藉由Ｘ光繞射做出蛋白質的三Ｄ立體結構，進而觀察蛋白質之間的互動。

張道欣說，兩種蛋白結合之後，調控蛋白會上前擠壓催化蛋白，在這過程中，團隊成員加入萃取或合成而來的已知植物天然化合物，發現當催化蛋白受擠壓而僅剩一個化合物分子大小的空間時，氣味的「先遣部隊」開始組織起來。

在催化蛋白內有限的空間裡，各類化合物結合成「二異戊二烯焦磷酸」，張道欣指出，此前趨物質是後續氣味形成的基礎，後續再經修飾，就能依照研究者的期望創造出各式氣味。

這個研究證實利用基因工程培養出來的蛋白質，也能製造植物天然散發的氣味，而且所需時間比分子合成技術縮短十二倍（三個月vs.一周）。張道欣說，這些蛋白與氣味都跟天然的一模一樣，未來應用在香水、除蟲劑或芳香療法的開發，可避免人工添加物可能衍生的健康風險。


催化植物香味 找到關鍵酵素
【聯合報╱記者蔡永彬／台北報導】
2010.02.13 03:58 am

由中央研究院副院長王惠鈞所領導、中研院生物化學研究所和台灣大學生化科學研究組成的研究團隊，發現產生植物香味的合成酵素結構，上周刊登在美國植物學專業期刊「The Plant Cell」（植物細胞）。未來可以應用在香料的開發或大量生產，降低成本。

論文的第一作者，中研院生物化學研究所研究助理張道欣比喻，植物香味的產生途徑，像工廠的生產線，例如，桌子、椅子、櫃子都是從原木製造，只是經過不同的工匠、不同的裁切琢磨，就變成不同的家具。蘭花、薄荷等等植物也一樣，也是「前驅物質」經由不同酵素的催化、「雕塑」，就變成不同的氣味。

研究團隊利用薄荷，發現薄荷香味是由「催化蛋白質」、「調控蛋白質」交互作用，再經植物中的酵素「雕塑」和後續的化學反應合成產生。研究團隊表示，這十幾年來，對於植物氣味根源的研究進展不多，他們發現「二異戊二烯焦磷酸」就是植物味道產生的「前驅物質」，有的植物利用一種酵素催化它，就可以飄出花香，例如蘭花；至於薄荷、啤酒花等就必須透過兩種酵素作用才能達成。

植物氣味本身具多種意義，除吸引昆蟲播粉幫助繁衍外，在防範病原體、植物間彼此溝通等層面也扮演重要角色。王惠鈞的研究團隊發現氣味源頭物質，他們認為極具代表性。根據這項發現，研究團隊未來將透過遺傳工程學方法，試圖利用細菌、真菌等便宜的低等生物取代現行用來萃取香料的植物，開發或大量生產香料，預計半年後會有進一步成果。

薄荷香味哪裡來？中研院台大攜手解密
新聞速報 2010-02-12 【中廣新聞／陳奕華】
薄荷氣味特殊，廣泛運用在芳香療法、烹飪跟飲品中，這種特別的香氣從哪來？中研院與台大生化所團隊成功解密，找到調控氣味分子功能的機制，關鍵酵素是由兩種不同蛋白質相互作用而成，未來有機會讓這種「味道」量產，應用在芳香療法的發展以及新式天然驅蟲劑的研發，研究成果獲得國際重視，月初登上頂尖美國期刊「植物細胞」上。

植物的氣味除了用來吸引昆蟲播粉幫助繁演後代，在防範病原體、植物之間的彼此溝通也扮演重要角色，過去科學家試圖了解不同氣味背後隱藏的自然奧秘，卻沒有徹底揭開過調控氣味分子的生成機制。

在中研院副院長王惠鈞所領導的中研院生化所以及台灣大學生化所研究團隊，經過兩年半研究，首次解析發現產生薄荷香味的關鍵酵素是由「催化蛋白質」跟「調控蛋白質」所組成，研究團隊成員、中央研究院生化所研究助理張道欣解釋，這兩種蛋白質會密合在一起，調控蛋白質會去影響催化蛋白質催化區域大小，藉由調控大小，改變催化蛋白質的功能。

「如果它的空間是大的話，會去進行訊息傳導跟葉綠素合成功能，藉由調控蛋白質重新塑造催化蛋白質的大小，它變小之後，它就只會去做氣味分子，催化區域變小才能去做香味的，縮小到跟薄荷氣味分子大小一樣的時候。」

過去透過種植薄荷到萃取香味分子，需要耗費數個月的時間，而這項重要發現，未來在研究與技術進一步提升後，有機會提升氣味分子的產率，甚至利用遺傳工程的方式生產，可望降低生產成本，節省時間成本到幾個禮拜，可以延伸應用在香水的開發、芳香療法的發展，以及天然清潔劑與天然驅蟲劑的研發，這項植物科學研究的突破，受到國際重視，在5號登上頂尖美國專業期刊「植物細胞」上。