植物學者發現影響種子發育及油脂合成的關鍵 CEK4 酵素

中研院植物暨微生物學研究所助研究員中村友輝博士實驗室日前以阿拉伯芥為研究對象，創新發現一個影響種子發育以及油脂合成的關鍵酵素──CEK4 酵素。研究團隊發現，當此酵素發生突變時，種子無法發育；而當此酵素大量表現時，成熟種子中的油脂質即增多。這篇描述酵素與種子油脂合成過程之創新研究成果，未來或可提供新思考策略，以改善作物種子中的油脂含量。國際專業期刊「植物細胞」（The Plant Cell）於 2015 年 5 月 12 日刊登此篇論文。

研究團隊表示，植物種子中含有大量的油脂，這些油脂在種子休眠、種子發芽以及早期的秧苗發育階段是重要的能量來源。在種子中，三酸甘油酯是最具代表性的儲存性油脂，也被視為製造生質柴油的來源之一。雖然合成三酸甘油酯的前驅物來自於構成細胞膜的磷脂質，但由於磷脂質合成途徑的第一步關鍵酵素尚未被發現，三酸甘油酯與磷脂質之間的聯結尚須研究證實。

由中村友輝助研究員所帶領的研究團隊根據文獻與累積經驗推測，「膽鹼 / 乙醇胺激酶」（CEK）可能是合成磷脂質的第一步關鍵酵素。隨後研究團隊在 4 個候選的 CEK 基因中發現，若 CEK4 突變時會嚴重的影響種子發育。此外，當轉基因植物中大量表達 CEK4 時，成熟種子中的磷脂質與三酸甘油酯各別增加了將近 1.5 以及 2 倍。研究團隊乃獲得結論，磷脂質生合成第一步的 CEK4 酵素為影響種子發育與油脂生合成的關鍵酵素。

論文第一作者為本院植微所助理林映辰，本研究由植微所提供經費支持。

（首圖來源：Flickr/Dean Morley CC BY 2.0）