姚宇 顧佳珺 孫超 申國安 郭寶林

（中國醫(yī)學科學院藥用植物研究所 北京協和醫(yī)學院，北京 100193）

類黃酮以C6-C3-C6 為基本碳架，是廣泛存在于自然界的次生代謝物，目前已有～9 000 個已鑒定的化合物［1-2］。根據化學結構，類黃酮可分為幾大類：黃酮、黃酮醇、黃烷酮（二氫黃酮）、黃烷醇、查耳酮、異黃酮和花青素。藥理研究證明，許多類黃酮成分具有抗炎、抗菌、抗氧化、抗腫瘤等多種生物活性［3-4］，是一些重要中藥的主要有效成分。類黃酮通常以α 或β 糖苷形式存在，糖基化是帶來黃酮結構多樣化的主要因素之一，會對類黃酮在人體內的藥理活性以及藥代動力學行為有一定的影響［5］。催化植物類黃酮糖基化的酶是尿苷二磷酸糖基轉移酶（UDP-glycosyltransferase，UGT），即以尿苷二磷酸（uridine diphosphate，UDP）活化的糖分子作為糖基供體的糖基轉移酶，是植物中最大的糖基轉移酶超家族［6］，很多與植物激素和次生代謝產物糖基化有關的糖基轉移酶屬于該超家族［7-8］。

本文在綜述植物UGT 的結構特征和家族分類的基礎上，進一步總結了植物類黃酮UGT 的功能特征，以及各個家族在不同植物科屬中的分布特點，以期為植物類黃酮UGT 基因的發(fā)掘與鑒定，及序列結構與催化功能研究提供指導，進而推動類黃酮糖苷藥用植物的分子育種，促進類黃酮苷類藥物的合成生物學研究。

1 植物UDP-糖基轉移酶（UGT）

1.1 植物UDP-糖基轉移酶（UGT）的結構特征

植物UGT 的C 末端通常含有一個由大約40 個氨基酸組成的保守序列，名為植物次生代謝糖基轉移酶保守區(qū)（plant secondary product glycosyltransferase box，PSPG box），該序列在不同植物UGT 中具有60%-80%的序列相似性（圖1），具有PSPG box的UGT 與植物次生代謝產物的合成有關［8］。該序列被認為是與UDP-糖供體結合的區(qū)域［6］，其中至少10 個高度保守氨基酸可與UDP-糖供體直接發(fā)生相互作用，如與糖供體形成氫鍵［9］。

圖1 PSPG 保守區(qū)Fig.1 Conserved box of plant secondary product glycosyltransferase（PSPG）

植物UGT 之間的氨基酸序列相似性相對較低（～20%-30%），但它們的3D 結構相對保守。目前有超過10 個植物UGT 的晶體結構被報道，包括識別類黃酮O-和C-位的UGT［10-14］。根據已報道UGT 三維結構的折疊特征，所有UGT 都屬于β/α/β Rossmann 折疊域組成的GT-B 結構類型，擁有GT-B 類蛋白的結構特點［15］，即擁有兩個β/α/β 類Rossmann 結構域，這兩個結構域結合不緊密，它們的位置左右相對，兩個結構域中間為N 末端和C 末端形成的一個裂縫，構成了底物結合口袋。糖供體位于該裂縫中，主要與酶的C 末端結構域相互作用，而受體主要與N 末端的結構域結合［16-17］。

1.2 植物UDP-糖基轉移酶（UGT）家族分類

植物UGT 基因數量有隨著植物進化而逐漸增加的趨勢。從藻類基因組平均有1.5 個UGT 到苔蘚植物約有38 個UGT，而在維管植物中，石松類植物中平均有137 個UGT，真葉植物（蕨類植物和種子植物）中平均有152 個UGT［18］。被子植物進化過程中，UGT 超家族通過全基因組復制事件（WGDs）在整個植物譜系內擴張，隨后串聯重復事件（LTD）和假基因化的發(fā)生造成了不同植物譜系之間UGT 數量的顯著差異［19］。隨著植物的進化，植物中的糖基化代謝產物種類和數量更加豐富，UGT 的數量和功能多樣性也因為串聯重復的發(fā)生而不斷變化［18］。

UGT 超家族進一步可分為家族和亞家族，其區(qū)分依據為氨基酸的序列相似性，相似性≥40%為同一個家族，相似性≥60%為同一個亞家族［6］。在植物中，不同家族的UGT 又聚類為不同的組（Group），迄今為止，植物的UGT 家族可被分為18個組（A-R），處于同一組內的UGT 通常功能相似（表1［6-7，15，18，20］）。在高等植物的進化中，A、D、E、G 和L 組擴張較多，特別是E 組和L 組［20］。

表1 植物UGT 的底物識別特異性Table 1 Substrate specificity of plant UGT

E 組是被子植物中擴張最大的組，占整個UGT超家族的20%-25%［18］。E 組成員包括UGT71、72和88 家族，以及UGT706 和707 兩個只在單子葉植物中發(fā)現的家族。其中部分基因的功能已經被驗證，比如水稻（Oryza sativa）的糖基轉移酶OsUGT706C2能夠催化芹菜素、木樨草素和山奈酚等多種類黃酮的7-OH 糖基化［21］，藏紅花（Crocus sativus）的UGT707B1，是以黃酮醇3-O-葡萄糖苷為底物的2′′-O-葡萄糖苷轉移酶［22］。L 組是被子植物中擴張第二大的組，在早期被子植物無油樟目和樟目中所占比例較高［18］。L 組成員包括UGT74、75 和84 家族。E 組和L 組包括的UGT 家族較多，其中不同成員對底物類型的識別差異較大。A 組也是被子植物中擴張較大的組，A 組成員在菊分支（asterids）和真雙子葉植物基部類群中數目較多，但在單子葉植物和薔薇分支（rosids）中較少［18］。A 組UGT 主要包括UGT79、91 和94 三個家族，此外還包括僅在單子葉植物中出現的UGT721 家族［18］。UGT79 家族主要識別類黃酮化合物［23-24］，91 和94 家族識別類黃酮化合物和萜類化合物［25-26］。

G 組UGT 只包括UGT85 家族，該組基因在幾個親緣關系較遠的被子植物中數目較多，包括毛茛目、澤瀉目、殼斗目和樟目等［18］，尤其在薔薇科的多種植物中有明顯的擴張［27］。部分UGT85 家族基因可以識別萜類化合物、香蘭素、氰醇、細胞分裂素等化合物。推測G 組UGT 在植物中獨立擴張成為UGT85 家族，其擴張與植物中揮發(fā)性成分的合成有一定關系［27］。

D 組在單子葉植物中比例較高，尤其是天門冬目［18］。D 組主要包括UGT73 家族，可以催化類黃酮等多種化合物的糖基化修飾。還包含6 個迄今為止僅在單子葉植物中鑒定的UGT 家族（UGT98、UGT99、UGT702、UGT703、UGT704、UGT705 和UGT729），其中觀賞植物montbretia（Crocosmia crocosmiiflora）的CcUGT4（UGT703H1）被鑒定為黃酮醇糖苷的4′-O-木糖基轉移酶，CcUGT5（UGT729A2）是黃酮醇糖苷1，4-鼠李糖基轉移酶，在4′-O-木糖上添加鼠李糖，最終合成montbretin A［28］。

除了上述UGT 數目極多的組，還有一些組中UGT 數目極少。N 組UGT 是被子植物中數目最少的組，只包含UGT82 家族。多數植物中N 組僅含有1-2個成員［20，27］。Q 組和R 組是最新發(fā)現的組，以石榴（Punica granatum）中的PgUGT95B2 為代表，該酶對黃酮和黃酮醇具有一定的底物偏好，但是該組基因在十字花科（以擬南芥為代表）和禾本科中尚未發(fā)現，可能是趨同進化或基因丟失的結果［29］。R組UGT 以蕎麥（F.esculentum）中的UGT708C1 為代表，可識別并催化三羥基苯乙酮結構類型化合物的C-糖基化反應［18，30］。

2 植物類黃酮UDP-糖基轉移酶（UGT）

類黃酮UGT 具有糖受體和糖供體的多樣性和特異性［31］。根據糖基化反應中修飾位點的不同，類黃酮UGT 可分為類黃酮的3-O-糖基轉移酶、5-O-糖基轉移酶、7-O-糖基轉移酶和GGT（催化生成二糖苷甚至多糖苷的糖基轉移酶），以及C-糖基轉移酶［30，32］。類黃酮UGT 的糖受體包括黃酮醇、花色素、黃烷酮、黃酮、異黃酮和黃烷醇等（圖2）。UDP-葡萄糖是最常見的活化的糖供體，還有UDP-半乳糖、UDP-鼠李糖、UDP-阿拉伯糖和UDP-葡萄糖醛酸等［15］，GGT 催化合成的雙糖主要包括蕓香糖（6-O-α-L-鼠李糖-D-葡萄糖）、槐糖（2-O-β-D-葡萄糖-D-葡萄糖）、新橙皮糖（2-O-α-L-鼠李糖-D-葡萄糖）等，較少有3 個以上的糖連接，糖的連接形式包括1 →2 連接、1 →4 連接和1 →6 連接等連接方式［5］。此外，植物基因組中存在不同的UGT 可以催化相同的反應，即存在功能冗余和共同催化的情況，而某些UGT 可以同時識別多個底物［15］。迄今為止，在UGT 的16 個組中，以類黃酮為底物的UGT 主要分布在A-F 以及L 這幾個組中。在I、J、K、N、O 和P 組中，還沒有關于催化類黃酮的UGT報道［29］。本文收集了多種驗證功能為糖基化類黃酮OH 的UGT 序列，與擬南芥的UGT 基因家族共同繪制了系統進化樹（圖2），并從中總結了識別類黃酮O-位的UGT 在不同分組中的分布規(guī)律（表2）。由于Q 組基因在進化樹上與A 組聚在了一簇，在后續(xù)分析中歸為“A 組”進行總結。

表2 識別植物類黃酮O-位的UGT 對底物修飾位點的選擇性Table 2 Specificity of UGT identifying flavonoid O-site to the modification sites of substrates in plants

圖2 植物類黃酮UGT 和擬南芥UGT 系統進化樹Fig.2 Phylogenetic analysis of Arabidopsis UGT family and plant flavonoid UGT

2.1 植物A組中的類黃酮UGT

A 組中與類黃酮相關的UGT 主要為UGT79 家族，其成員功能主要是轉移糖基到類黃酮糖苷的糖基上，即GGT（glycoside glycosyltransferases），為催化生成二糖苷甚至多糖苷的糖基轉移酶。A 組的GGT 可以識別黃酮醇糖苷、花青素糖苷、查耳酮糖苷等類黃酮糖苷，對于糖苷底物上的糖基位置和類型具有一定的選擇性，并且不同GGT 催化添加糖基時，糖基之間有不同的連接方式。

對于催化黃酮醇糖鏈延伸的GGT，大豆（G.max） 中Fg1、Fg2和Fg3基因屬于UGT79 家族［33-35］，分別編碼GmF3G6′′RT、GmF3G6′′GT 和GmF3G2′′GT，各自能夠催化黃酮醇3-O-葡萄糖苷的1，6-鼠李糖基化、1，6-半乳糖基化和1，2-葡萄糖基化。其中GmF3G6′′GT 與GmF3G6′′RT 具有82%的氨基酸相似性，表明這兩個基因可能具有共同祖先，后來分化為識別不同糖基的GGT。GmF3G6′′RT是首個發(fā)現催化修飾黃酮醇糖苷6′′-O 位置的GGT基因。長春花的葡萄糖基轉移酶（CaUGT3）催化槲皮素3-O-葡萄糖苷的1，6-葡萄糖基化反應。CaUGT3 具有獨特的葡萄糖基鏈延伸活性，不僅形成龍膽苷，而且可以連續(xù)對糖基產物進行糖基化修飾，最終形成龍膽二糖苷、龍膽三糖苷甚至龍膽四糖苷［36］。

上述基因主要為修飾黃酮醇糖苷6′′-O 位置的GGT 基因，也有報道修飾黃酮醇糖苷2′′-O 位置的GGT 基因。擬南芥（A.thaliana）的UGT79B6 是花粉中黃酮醇的關鍵修飾酶，可以將山奈酚3-O-葡萄糖苷轉化為山奈酚3-O-葡萄糖苷-（1 →2）-葡萄糖苷［37］。矮牽牛（Petunia hybrid）的特異性黃酮糖基轉移酶UGT79B31 負責花粉中黃酮醇的末端糖基修飾，可將山奈酚3-O-半乳糖苷/葡萄糖苷轉化為山奈酚3-O-葡萄糖基（1 →2）半乳糖苷/葡萄糖苷。UGT79B31 更偏好黃酮醇3-O-半乳糖苷而不是3-O-葡萄糖苷，很少接受3-O-二糖苷作為糖受體。UDP-葡萄糖是UGT79B31 的首選糖供體［23］。

對于花青素糖苷的糖鏈延伸，日本牽牛花（Ipomoea nil）的UGT79G16 基因編碼花青素3-O-葡萄糖苷-2′′-O-葡萄糖苷轉移酶，催化花青素3-O-葡萄糖苷的葡萄糖基化反應生成花青素3-O-槐糖苷。牽?；ǖ幕ò曛杏捎诤谢ㄇ嗨?-O-槐苷，呈現亮藍色或紅色，而UGT79G16 突變體由于缺少UGT79G16，花青素3-O-葡萄糖苷不能轉化為花青素3-O-槐苷，花瓣表現為紅棕色或紫灰色［38］。

除了上述均能催化類黃酮3-O-糖苷發(fā)生糖基化的GGTs，另外還有催化類黃酮7-O-糖苷添加糖基的GGTs 也屬于A 家族。柑橘屬植物中，7-O-新橙皮苷是其苦味的來源，柚子（Citrus maxima）中的Cm1，2RhaT 是一種1，2-鼠李糖基轉移酶，它可以將新橙皮苷轉化為7-O-新橙皮苷［39］。

A 組中除了GGT，也有少數UGT 催化其他位點的糖基化，比如矮牽牛（P.hybrida）的PhA3RhaT催化花青素的3-O 位鼠李糖糖基化［40］。擬南芥（A.thaliana）中的AtUGT79B2 和AtUGT79B3 催化花青素3-O 位添加鼠李糖基，其可被寒冷、鹽堿和干旱等多種非生物脅迫強烈誘導，說明其在擬南芥中通過調控花青素的積累，賦予植物對非生物脅迫的耐受性［24］。進化樹聚類分析的結果表明，上述3 個催化花青素3-O 位糖基化的UGT 都聚類在UGT79 家族（圖2）。

A 組的UGT95 家族成員也能識別類黃酮，但其成員糖基化的修飾位點較多樣。綠毛山柳菊（Hieracium pilosella）中的HpUGT95A1 偏好木犀草素作為底物，催化其3′-O位的糖基化［41］。石榴（Punica granatum）的PgUGT95B2，對B 環(huán)有3 個羥基的黃酮類化合物五羥黃酮的活性最強，催化其B 環(huán)的4′-O位［29］。特別的是，UGT95 家族存在除了識別類黃酮以外，還能識別其他化合物的UGT。裸子植物銀杏（Ginkgo biloba）的GbUGT716A1 被聚類在A 組的UGT95 家族中，可對黃酮、黃酮醇、異黃酮、沒食子酸、沒食子酸黃烷醇等多種底物的3-O、7-OH、3′-OH、4′-OH 等多個位點進行修飾，產生多種糖基化產物［42］。GbUGT716A1 具有如此廣泛的底物選擇性，可能是因為銀杏作為裸子植物，少量的UGT 家族成員承擔了較多功能。通常來說，高等植物UGT對底物的識別具有較高選擇性，可能其在祖先UGT的基礎上發(fā)生了亞功能化和新功能化，產生了具有底物選擇特異性的UGT［42］。

2.2 植物B、C和D組中的類黃酮UGT

B、C 和D 組中涉及類黃酮UGT 分別為UGT89、90 和73 家族，因其序列和功能較為相似，聚成一個大的分支。這3 個組的成員識別底物多數為黃酮醇，也有黃酮、異黃酮等，都具有催化7-O 位糖基化的功能，部分基因對于其底物的3-O 位是否有糖基修飾有一定選擇性。

B 組中，擬南芥（A.thaliana）的UGT89C1 將山奈酚3-O-葡萄糖苷轉化為山奈酚3-O-葡萄糖苷7-O-鼠李糖苷，該酶識別3-O-糖基化黃酮醇和UDP-鼠李糖，但不識別黃酮醇苷元、3-O-糖基化花青素或其它UDP-糖［43］。C 組中，綠毛山柳菊（Hieracium pilosella）的HpUGT90A7 偏好木犀草素作為底物，主要催化4′-O 位的糖基化，也能催化7-O 位的糖基化［41］。D 組中，擬南芥（A.thaliana）的UGT73C6 催化UDP-葡萄糖向山奈酚-3-O-鼠李糖苷和槲皮素-3-O-鼠李糖苷的7-OH 轉移［44］。金魚草（Antirrhinum majus） 的UGT73A9、UGT73E2和UGT73N1 均能催化修飾芹菜素的7-O 位添加葡萄糖基［45］。對于異黃酮的糖基化，目前為止報道均為7-O 位的葡萄糖轉移酶，包括大豆（G.max）的GmUGT73C20 催化大豆苷元形成7-O-葡萄糖苷［46］。

草莓（Fragaria x ananassa）的FaGT7 雖然聚類在D 組，但不同于D 組中主要催化修飾7-O 位UGT的功能，其重組酶將槲皮素轉化為3-O-葡萄糖苷和4′-O-葡萄糖苷，也能得到少量的7-O-葡萄糖苷和3′-O-葡萄糖苷，但不形成二葡萄糖苷。FaGT7 可接受多種類黃酮、羥基香豆素和萘酚作為底物［47］，它的底物選擇性相對廣泛。

2.3 植物E組中的類黃酮UGT

E 組中涉及到類黃酮的主要為UGT88 家族，為唇形目特有的UGT 家族［45］，其修飾位點類似于上述的B、C 和D 三組，也是4′-O 位或7-O 位的糖基化，個別酶兼具同時催化修飾兩個位點的功能。但不同于B、C 和D 三組的是，UGT88 家族成員主要催化修飾的底物多為黃酮、黃烷醇、查耳酮、異黃酮等。

對于UGT88 家族，在唇形科植物中，金魚草（A.majus）的UGT88D4、芝麻（Sesamum indicum）的UGT88D5 和UGT88D6、紫蘇（Perilla frutescens）的UGT88D7 皆能催化芹菜素7-O 葡萄糖醛酸化［45］。豆科植物中，大豆（G.max）的GmUGT88E19 能夠催化大豆苷元形成7-O-葡萄糖苷，還可催化（-）-表兒茶素的3′-O-葡萄糖基化［46］。比較特別的是UGT88 家族中，粉蝶花（Nemophila menziesii）中分離得到了NmF4′GT，催化芹菜素的4′-OH 糖基化［48］。柳穿魚（Linaria vulgaris）的UGT88D2（LvC4′GlcT）和金魚草（A.majus）的UGT88D3（AmC4′GlcT）都能催化查爾酮的4′-OH 發(fā)生葡萄糖基化，隨后合成下游的花色苷［49-50］。系統進化樹的結果（圖2）表明，葛根（Pueraria lobata）的PlUGT1 和PlUGT2 兩個酶也聚類在E 組，PlUGT1 能夠催化大豆苷元、染料木素、刺芒柄花素形成7-O-葡萄糖苷，PlUGT2催化多種異黃酮4′-O 和7-O 發(fā)生連續(xù)的二糖基化，對染料木素（豆科植物常見的異黃酮）的催化活性最高［51］。

E 組UGT70 和71 家族中也有少量識別類黃酮的UGT。UGT71 家族中，草莓（F.x ananassa）的FaGT6（其家族分類來自系統進化樹分析結果，如圖2）催化以槲皮素為代表的黃酮醇形成3-O-葡萄糖苷和少量的7-O-、4′-O-、3′-O-單葡萄糖苷和二葡萄糖苷，也可接受多種類黃酮、羥基香豆素和萘酚作為底物。FaGT6 和屬于D 組的FaGT7 功能較為相似，二者都在瘦果中有較強的表達，而在花托中表達水平普遍較低［47］。盡管它們的功能和表達模式都比較相似，但其序列的相似度較低，進化樹上聚類在兩個不同的組。

UGT70 家族中，藏紅花（C.sativus） 的UGT707B1，是以黃酮醇3-O-葡萄糖苷為底物的2′′-O-葡萄糖苷轉移酶，在擬南芥中過表達該基因導致莖和花中山奈酚3-O-槐糖苷含量顯著增加，轉基因植株莖稈變粗，開花延遲［22］。該基因是極少數不屬于A 家族的GGT 基因。

2.4 植物F組中的類黃酮UGT

F 組只有UGT78 家族，該家族成員均為類黃酮3-O-糖基轉移酶，對于修飾位點的選擇較專一，其底物多數為黃酮醇，并且同一個基因通常能催化修飾幾種不同黃酮醇的3-O 位。

擬南芥（A.thaliana）中，UGT78D1、UGT78D2和UGT78D3 都是以槲皮素和山奈酚為底物的3-O-糖基轉移酶，只是對糖供體的選擇有所不同［44，52-53］。UGT78D1 催化UDP-鼠李糖向槲皮素和山奈酚的3-OH 轉移，UGT78D2 將UDP-葡萄糖轉移到山奈酚和槲皮素上［39］。UGT78D3 能將槲皮素轉化為槲皮素3-O-阿拉伯糖。UGT78D3 對黃酮醇苷元和UDP-阿拉伯糖具有嚴格的底物特異性。擬南芥ugt78d1/ugt78d2 雙突變體中黃酮醇含量僅為野生型植株的1/3，說明黃酮醇苷元的糖基化對苯丙烷代謝途徑上游基因表達存在反饋抑制調控［54］。

矮牽牛（P.hybrida）的黃酮醇3-O-半乳糖基轉移酶F3GalTase（Ph3GalT），只在雄配子體中表達，體外功能驗證表明它以山奈酚和槲皮素為底物，僅識別UDP-半乳糖作為供體［55］。葡萄柚（Citrus paradisi）的Cp3GT 可特異地催化槲皮素、山奈酚和楊梅素的3-O 位葡萄糖基化［56-57］。黃酮醇3-O-糖苷是茶樹（Camellia sinensis）中特有的澀味化合物，CsUGT78A14 和CsUGT78A15 分別催化合成黃酮醇3-O-葡萄糖苷和黃酮醇3-O-半乳糖苷，底物同樣為山奈酚、槲皮素和楊梅素［58-59］。

上文所述擬南芥（A.thaliana）的UGT78D1、UGT78D2 和UGT78D3 彼此之間序列相似度非常高，其糖基化位點和催化底物完全相同，區(qū)別只在于識別的糖基不同。這樣相似的一對或幾對UGT 在植物中經常存在。如葡萄（V.vinifera）中VvGT5 和VvGT6，分別是黃酮醇-3-O-葡萄糖醛酸轉移酶和雙功能的黃酮醇-3-葡萄糖醛酸轉移酶/半乳糖基轉移酶。VvGT5和VvGT6基因具有很高的序列相似性（91%），它們在11 號染色體上是串聯的，這表明其中一個基因是由另一個基因復制而來。這兩個基因的表達與黃酮醇合成酶基因的表達以及黃酮醇類化合物在該植物中的分布模式一致［60］。

2.5 植物L組中的類黃酮UGT

L 組中催化修飾類黃酮主要為UGT75 家族，其成員為類黃酮-5-O-糖基轉移酶，識別的底物多數為3-O 位已有糖基的花青素糖苷。葡萄（V.amurensis）的Va5GT 以錦葵色素3-O-葡萄糖苷為底物，催化形成錦葵色素3，5-O-二葡萄糖苷［61］。紫蘇（P.frutescens）的PfA5GlcT 以UDP-葡萄糖為供體，催化花青素3-O-葡萄糖苷在O-5 位置的糖基化，形成花青素3，5-O-二葡萄糖苷，但對于沒有3-O-葡萄糖苷的花青素沒有活性［45］。

進化樹的分析結果表明，UGT84 家族也有一個酶對類黃酮有活性。粉蝶花（N.menziesii）的NmF4′G7GT 聚類在UGT84 家族，既可以催化修飾芹菜素的4′-OH，又可以催化7-OH 的糖基化，與上文中E 組已經介紹的NmF4′GT 先后修飾芹菜素，最終得到芹菜素7，4′-O-二葡萄糖苷［48］。

2.6 植物類黃酮C-UGT

C-糖基類黃酮化合物廣泛分布于植物界，含有一個或多個通過C-C 糖苷鍵與類黃酮苷元連接的糖基，例如葛根素（大豆苷元8-C-葡萄糖苷）、白藜蘆素（根皮素3-C-葡萄糖苷）、根皮素3、5-二-C-葡萄糖苷、牡荊素（芹菜素8-C-葡萄糖苷）、異牡荊素（芹菜素6-C-葡萄糖苷）和野芹菜素-2（芹菜素6，8-二-C-葡萄糖苷）等［62-63］。修飾類黃酮C-糖基化的UGT（CGT）通常催化糖基轉移到類黃酮C6 和/或C8 位［64］。修飾類黃酮C-糖基化的UGT主要為R 組的UGT708 家族，單子葉植物和雙子葉植物都有存在［64-65］，能夠識別催化閉環(huán)或開環(huán)2-羥基黃烷酮互變異構體、查耳酮或其他具有2′，4′，6′-三羥基苯乙酮骨架的化合物［62］。此外，金蓮花（Trollius chinensis）的TcCGT1［66］和葛根（P.lobata）的PIUGT43［67-68］不屬于UGT708 家族，TcCGT1 催化36 種黃酮類化合物和其他黃酮類化合物的8-C 糖基化反應，也能催化多種酚類化合物的O-糖基化反應。PIUGT43者直接催化黃酮或異黃酮的8-C糖基化。

3 總結與展望

綜上所述，同組的類黃酮UGT 相對偏好相同的修飾位點，但也可以修飾多種類黃酮底物。F 組的類黃酮UGT 對于修飾位點的選擇較為專一，該組基因只催化3-OH 的糖基化。而除F 組以外，多個組的UGT 都存在部分修飾位點“特殊”的UGT 序列，難以嚴格按照位點選擇性分類（表3）。A 組的類黃酮UGT 主要為GGTs，但存在部分UGT 催化修飾3-OH，乃至同時催化修飾3′-OH 或4′-OH 等多個位點。B、C 和D 組基因主要催化修飾7-OH，也有部分UGT 修飾4′-OH 的基因。L 組的類黃酮UGT 催化修飾5-OH 以及少量7-OH 的糖基化?？梢钥闯?，催化修飾7-OH 的UGT 沒有特異地聚集在某個組，而是在B、C、D、E 和L 組均有分布，而修飾3′-OH和4′-OH 的UGT 分布更加廣泛，在除了F 組以外的所有類黃酮相關的組中都有發(fā)現。說明這些功能可能是在基因分化之后以植物譜系特有的方式擴增得到的。E 組成員除了UGT88 家族為唇形目植物特異性修飾7-OH 的UGT，多數能同時催化多個位點，且具有較為多樣的位點選擇性。存在多個E 組UGT按照修飾位點分類本該歸屬其它組的情況，比如紅花（C.sativus）的CsUGT707B1 是少數沒有歸屬在A 組的GGT［22］，而草莓（F.×ananassa）的FaGT6按其催化3-O 位似乎應該歸為F 組［47］。這種UGT具有相似功能但歸屬于不同組的現象可能是趨同進化的結果［18］。

表3 修飾位點選擇不符合所在組規(guī)律的植物類黃酮UGT Table 3 Plant flavonoids UGT with special modified site

植物類黃酮苷是一些重要中藥的主要有效成分，糖基化通常是類黃酮苷合成的最后一步，不僅可以改變類黃酮化合物的極性，也對類黃酮的藥效活性和藥代動力學產生一定影響。UGT 是植物最大的超基因家族之一，從數百個UGT 基因中篩選和鑒定負責糖基化類黃酮的UGT 是一個巨大的挑戰(zhàn)。本文通過梳理不同家族中類黃酮UGT 的修飾位點特異性、糖供體和糖受體的特異性，以期為類黃酮UGT 的篩選和鑒定提供指導。隨著更多類黃酮UGT 的鑒定，將進一步推動UGT 結構與功能研究，有助于發(fā)現影響修飾位點特異性、糖供體和糖受體的特異性的關鍵位點，這將為通過酶工程改良類黃酮UGT 的催化特性奠定基礎。