اثر بازدارنده های فوسمیدومیسین و موینولین بر مسیرهای بیوسنتزی موالونات سیتوسلی و متیل اریتریتول فسفات کلروپلاستی در گیاه مرزه خوزستانی

گیاه دارویی مرزه خوزستانی (satureja khuzistanica jamzad) یک گیاه بومی می باشد که در مناطقی از جنوب ایران پراکنش دارد. این گیاه به عنوان ضد درد و ضدعفونی کننده در جنوب ایران استفاده می شده است. مونوترپن کارواکرول عمده ترین ترکیب اسانس گیاه مرزه خوزستانی را تشکیل می دهد (90%?). کارواکرول دارای خواصی همچون: آنتی اکسیدانت، ضد میکروبی، ضد التهاب، ضد درد و کاهنده قند خون می باشد. مونوترپن ها مثل همه ترپن های دیگر از ایزوپنتنیل دی فسفات (ipp) و ایزومر آن دی متیل آلیل دی فسفات (dmapp) منشاء می گیرند. تولید ipp در گیاهان عموما" به وسیله مسیرهای متیل اریتریتول فسفات کلروپلاستی (mep) و استات موالونات سیتوسلی (mva) صورت می گیرد. زیمایه 1-دئوکسی گزیلولوز 5-فسفات ردوکتاز ایزومراز (dxr) زیمایه کلیدی مسیر mep و زیمایه 3-هیدروکسی متیل 3-متیل گلوتاریل کوآنزیم a ردوکتاز (hmgr) زیمایه کلیدی مسیر mva می باشند. مسیر mva به وسیله موینولین که یک متابولیت ساخته شده بوسیله قارچ های خاکزی است و مسیر mep به وسیله علف کش و آنتی بیوتیکی به نام فوسمیدومیسین مهار می شوند. فوسمیدومیسین و موینولین به عنوان بازدارنده های اختصاصی زیمایه های dxr و hmgr شناخته شده اند. در این پژوهش، به منظور درک بهتر نقش مسیرهای mep و mev در بیوسنتز ترکیبات ترپنی مهم در گیاه مرزه خوزستانی، از بازدارنده های فوسمیدومیسین و موینولین استفاده شد. به همین منظور ریز شاخه های مرزه خوزستانی در محیط ls به مدت 21 روز تحت اثر غلظت های مختلف (0، 10، 25، 50، 75 و 100 میکرومولار) بازدارنده های فوسمیدومیسین و موینولین قرار گرفتند و تغییرات صورت گرفته در رشد، کرک ها، استرول های گیاهی مهم، کلروفیل ها و کاروتنوئیدها و میزان کارواکرول مقایسه و ارزیابی شدند. همچنین تأثیر بازدارنده های فوسمیدومیسین و موینولین بر بیان ژن های hmgr، dxs و dxr و فعالیت زیمایه dxr در ریز شاخه های مرزه خوزستانی سنجش شد. نتایج نشان دادند که فوسمیدومیسین و موینولین تغییراتی را در میزان کارواکرول، رشد، تراکم کرک ها، استرول های گیاهی مهم، کلروفیل ها و کاروتنوئیدها، بیان سه زیمایه hmgr، dxs، dxr و فعالیت زیمایه dxr ایجاد کردند. فوسمیدومیسین در همه غلظت ها سبب کاهش شدید میزان کارواکرول در ریز شاخه های مرزه خوزستانی شد و بیان ژن dxr در غلظت های 50، 75 و 100 میکرو مولار فوسمیدومیسین افزایش نشان دادند. بازدارنده موینولین در غلظت های 10، 25 و 50 میکرومولار بر میزان کارواکرول و بیان ژن dxr بی تأثیر بود اما غلظت های 75 و 100 میکرومولار از این بازدارنده سبب افزایش میزان کارواکرول و بیان ژن زیمایه dxr شدند. نتایج این تحقیق نشان داد که بیوسنتز مونوترپن کارواکرول در گیاه مرزه خوزستانی عمدتا" از مسیر mep صورت می گیرد و بیان ژن و فعالیت زیمایه dxr در بیوسنتز این مونوترپن نقش کلیدی دارد. شناخت بیشتر مکانیسم های کنترل کننده بیوسنتز کارواکرول و نیز مسیرهای پیام رسانی تهیج بیوسنتز این مونوترپن در گیاه مرزه خوزستانی می تواند در به کارگیری ابزارهای مهندسی متابولیت جهت افزایش عملکرد اسانس در این گیاه موثر باشد.