咖啡因在苦茶中转化为非刺激性茶碱

代谢工程

2020年3月19日何蓉蓉课题组、张志民课题组以及IkuroAbe课题组在Nature Communications发表了题为“Identification andcharacterization of N9-methyltransferase involved in converting caffeine intonon-stimulatorytheacrinein tea”的文章，鉴定并阐明了茶中咖啡因转化为抗应激活性成分苦茶碱过程所涉及的9-N-甲基转移酶的催化机制。

通讯作者

何蓉蓉是暨南大学教授、博士生导师和中药及天然药物研究所副所长。

研究领域：药理学（神经-免疫药理学）和中药学（中药药理）。

胡丹是暨南大学中药及天然药物研究所副研究员。

研究领域：天然产物的生物合成。

张志民是暨南大学药学院药物化学生物学研究所研究员。

研究领域：。

Ikuro Abe是东京大学教授。

研究领域：天然产物的生物合成(基因组挖掘、工程生物合成)；酶生物催化剂(结构工程，力学研究)和生物活性物质的研究(分离、结构阐明、合成)。

研究亮点：该研究通过对普洱和苦茶的N-甲基转移酶进行转录组测序寻找到了苦茶中合成theacrine所涉及的9-N-甲基转移酶，并进一步阐明其催化N-9位甲基生成的机制。

咖啡因是黄嘌呤生物碱的主要成分，常在许多流行的饮料中使用。由于其副作用，以自然的方式减少咖啡因具有重要的意义和经济意义。最近的研究表明，咖啡因可以在稀有的茶树Camellia assamica var. kucha (Kucha)中转化为非刺激性茶碱，这涉及咖啡因的C8氧化和N9位置的甲基化，但其潜在的分子机制仍不清楚。

本研究确定了来自苦茶的苦茶碱合成酶CkTcS，它具有新的N9-甲基转移酶活性，使用1,3,7-三甲基尿酸而不是咖啡因作为底物，证实了C8氧化发生在N9-甲基化之前。CkTcS复合物的晶体结构揭示了N9-甲基化所需的关键残基，从而为深入了解茶树中咖啡因N-甲基转移酶如何通过对其活性位点进行微调来催化区域选择性N-甲基化提出洞见。这些结果可能会引领去咖啡因饮料的未来发展。