誰說樂隊指揮不能「參一咖」？

各種各樣的馬鈴薯。圖片取自維基百科

上次我們在《沒有人指揮的樂隊》這篇文章裡，提到茄科植物生物鹼的合成，竟然需要一個沒有酵素活性的成員GAME15。這個蛋白質把其他的酵素「攬」在一起，然後這些酵素就可以分工合作，合成生物鹼了。

沒想到兩個月後，在同一本期刊上，有另外一個研究團隊找到了番茄與馬鈴薯的GAME15。番茄與馬鈴薯的這個酵素，一樣會把其他的酵素「兜」起來，但是它還是有酵素的功能。

他們怎麼會發現GAME15有酵素的功能呢？原來當他們找到GAME15之後，他們注意到這個基因除了屬於纖維素合成酶樣（CSL）蛋白家族以外，它跟菠菜的SOAP5長得蠻像的。

因為菠菜的SOAP5是葡萄醛酸轉移酶，所以研究團隊就懷疑GAME15會不會也是呢？由於菠菜的SOAP5負責三萜皂苷的葡萄醛酸化，所以他們就覺得GAME15可能也具有類似的轉糖基功能。

但是，番茄裡面從來沒發現過任何含葡萄醛酸的茄科植物生物鹼啊？但是觀察發現，GAME15位於內質網，這是合成茄科植物生物鹼的場所沒錯。

於是，他們把GAME15的表現降低，結果發現，不只是茄科植物生物鹼的含量顯著降低，膽固醇也出現了累積的現象。另外，GAME15表現量降低的馬鈴薯，對蟲害的抵抗力下降了。

這讓他們想，會不會GAME15的功能是修飾茄科植物生物鹼的原料-膽固醇-呢？於是，他們在菸草中表現GAME15，結果發現它果然能將葡萄醛酸基團轉移到膽固醇上。

修飾膽固醇，對茄科植物生物鹼的合成會帶來什麼好處呢？研究團隊發現，修飾後的膽固醇只能被GAME6和GAME8識別，也就是說，它只能被用來合成茄科植物生物鹼。這大概就是類似於「點油做記號」，先把材料貼標籤給「霸佔」起來，讓別人（如巴豆固醇合成）沒辦法用。

所以，研究團隊發現番茄與馬鈴薯的GAME15不僅擔任「樂隊指揮」，他們還負責幫整條生物鹼合成途徑霸佔資源！

其實我很好奇，之前的那篇論文裡的GAME15，會不會其實也有轉糖的功能呢？這應該很值得探討一下！

有意思的是，著名的英文科普網站ScienceDaily訪問了這個團隊，可能是為了要吸引讀者閱讀，竟然提到要利用這個發現來製作低生物鹼的馬鈴薯...但是GAME15表現量降低的馬鈴薯，蟲害的抵抗力也下降，這樣恐怕會造成農夫用更多農藥，好像也安全不到哪啊！

參考文獻：

Adam Jozwiak et al. ,A cellulose synthase–like protein governs the biosynthesis of Solanum alkaloids. Science 386, eadq5721(2024). DOI:10.1126/science.adq5721