化学家终于解开了玫瑰标志性香气的秘密

正如莎士比亚所写，玫瑰换了名字，香味依然芬芳，但只要抹去花朵中的一个小分子，你就能闻到一丝香气。近几十年来，商业园丁培育出了不同颜色的玫瑰，它们更抗虫，花瓶寿命更长。但这种操作也有代价：更具视觉吸引力的花朵往往会失去浓郁的芳香。

玫瑰需要什么才能散发出令人愉悦的香味？更重要的是，我们如何才能让它们恢复原样？周一发表在《国家科学院院刊》上的一项新研究 发现了一种名为法呢基二磷酸 (FPP) 合酶的关键酶，这种酶对于驱动产生玫瑰清新花香的反应至关重要。这一发现可能有助于找到一种方法来培育更迷人、更美丽的玫瑰。

一种名为香叶醇的化学物质是玫瑰散发出甜美香气的原因。玫瑰通过一种涉及 FPP 合酶和其他几种酶的化学反应产生这种化合物。该过程涉及 NUDX1 水解酶，这种酶存在于构​​成玫瑰花瓣的植物细胞或细胞质的液体内部。为了产生强烈而甜美的香气，花朵需要大量的 NUDX1 水解酶活性。这只有在存在足够的结合分子香叶基二磷酸 (GPP) 时才有可能。GPP 粘合酶并促使其发挥作用。

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但为了使这个过程起作用，结合分子需要在附近。玫瑰的情况并非如此。法国国家科学研究中心的植物生物化学家、资深作者 Benoît Boachon 表示，大多数植物将 GGP 和 NUDX1 水解酶保存在另一个称为质体的区域。这些细胞器是光合作用的关键场所。这促使 Boachon 和他的同事们弄清楚玫瑰从哪里获得 GPP 来制造香叶醇。他假设 GPP 可能具有某种机制将其从质粒运输到细胞质，或者花朵有另一条途径来产生自己的 GPP 供应。

为了解决植物之谜，研究作者研究了一种名为 Old Blush 的粉红玫瑰中发生的生化反应。他们分离了不同的植物部位，并关闭了与香叶醇的产生或释放有关的化学途径。如果变异的玫瑰不再产生香叶醇，或者植物产生的香叶醇量很低，那么这对科学家来说就是一个重要线索——他们发现了一条在供应 GPP 方面发挥作用的途径。另一方面，如果香叶醇继续以正常水平产生，研究小组可以排除这一过程。

他们的研究使他们发现了植物细胞质中的一种特殊途径——他们对 FPP 合酶蛋白的第二个未知作用产生了兴趣。当抑制剂阻断植物表达这种酶的能力时，它会降低香叶醇水平。

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研究人员发现，这种酶能产生两种化合物。植物学家已经知道，这种酶能产生一种与 GPP 相关的化学物质，称为法呢基二磷酸，正是这种物质使玫瑰散发出甜美的香气。但这项研究的生化分析表明，这种酶也能产生 GPP。普渡大学植物生物学中心主任、这项研究的合著者之一娜塔莉亚·杜达雷娃 (Natalia Dudareva) 表示，玫瑰肯定很久以前就进化出了 FPP 合酶，以产生更容易获得的 GPP。这种酶的蛋白质测序显示，两种氨基酸可能发生了突变，使其能够产生 GPP，而不是将所有 GPP 转化为法呢基二磷酸。

下一步是观察 FPP 合酶是否在植物体内实时产生类似效应。他们改造了烟草叶，使其表达这种酶和用于制造香叶醇的化学途径。正如他们所料，发现这种酶的烟草叶同时产生了 GPP 和法呢基二磷酸。

了解香水制作过程中涉及的重要因素可以恢复商业种植玫瑰的香气。通过分离这种酶，Boachon 表示，一种潜在的应用是通过代谢将甜美的香气重新引入随着时间推移而失去标志性气味的玫瑰中。