식물의 알칼로이드 생합성: 생화학, 세포 생물학, 분자 조절 및 대사 공학 응용

알칼로이드 생합성의 세포, 발달 및 분자 생물학의 최근 발전은 식물의 이차 대사 경로의 복잡성과 중요성에 대한 우리의 인식을 높였습니다. 트로파인, 벤질이소퀴놀린 및 테르페노이드 인돌 알칼로드 형성과 관련된 여러 생합성 유전자들이 분리되었습니다. 신호 인식의 초기 사건, 신호 전달 경로, 및 유전자 프로모터의 기능은 알칼로이드 대사의 조절과 관련하여 연구되었습니다. 알칼로이드 생합성에 관여하는 효소는 세포질, 액포, 톤포플라스트 막, 소포체, 엽록체 스트로마, 틸라코이드 막, 그리고 아마도 독특한 "생합성" 또는 수송 소포와 같은 다양한 세포 내 구획과 연관되어 있습니다. 위치 연구에 따르면, 연속적인 알칼로이드 생합성 효소는 서로 다른 세포 유형에서도 발견될 수 있으며, 이는 경로 중간체의 세포 간 수송을 시사합니다. 분리된 유전자들은 특정 알칼로이드 및 기타 식물 이차 대사 물질의 축적을 유전자적으로 변화시키는 데도 사용되었습니다. 대사 수정에는 인돌 알칼로이드 수준 증가, 트로파인 알칼로이드 축적 변화, 세로토닌 합성 증가, 인돌 글루코시놀레이트 생산 감소, 슈키미산 대사의 방향 전환, 및 세포벽 결합 타이라민 형성 증가가 포함됩니다. 이 리뷰는 식물의 알칼로이드 생합성의 생화학, 세포 생물학, 분자 조절 및 대사 공학에 대해 논의합니다.