基于数据库的方法发现了薄荷科（Lamiaceae）中的其他二萜合成酶活性
前言：在薄荷科植物中含有二萜合成酶（diTPSs）的化学分类学和酶活性，在11个不同植物物种的9个II类diTPSs和10个I类diTPSs中，发现了五种II类活性，包括两种新的活性，以及多种I类活性。
在II类diTPSs中，来自鳞茎龙胆（Ajuga reptans）的新的neo-cleroda-4,13E-dienyl二磷酸合酶，其催化可能是合成多种昆虫抗喂食化合物的第一步。
在I类diTPSs中，发现了来自香薷（Origanum majorana）的专门二萜合成酶palustradiene合酶，这揭示该物种中特殊二萜类化合物的存在。
二萜类特殊代谢产物在植物中广泛存在，在薄荷科（薄荷族）植物中尤其丰富多样。在植物中拥有超过13,000种不同的二萜类化合物，约有3,000种来自薄荷科植物。
在薄荷科植物中，大部分二萜类化合物具有十环结构，是兰丹烷类二萜化合物的特征。在被子植物中，兰丹烷类二萜的生物合成始于来自TPS-c亚家族的II类二萜合成酶（diTPS）的作用。该酶将中间前体，脱氢羟基戊二烯二磷酸（GGPP），催化转化为双环戊二烯二磷酸中间体。
来自TPS-e亚家族的I类diTPS作用于去除二磷酸基团，并形成额外的环结构、双键或羟基基团。在被子植物中，TPS-c和TPS-e酶广泛存在，它们催化赤霉素植物激素生物合成途径中的前两步，将GGPP转化为橙皮烯二磷酸（ent-CPP），以及将ent-CPP转化为橙皮烯（ent-kaurene）。
兰丹烷类二萜特殊代谢产物可能来源于diTPS催化反应后橙皮烯的替代修饰，基因复制和ent-CPP和ent-kaurene合酶的新功能化而产生，对已参与特殊代谢的diTPS进一步功能多样化。
大多数I类diTPS可以作用于多种II类产物，不同组合的II类和I类酶，使得可形成的独特产物数量增加。diTPS们形成了二萜类的骨架，细胞色素P450、酰基转移酶或其他酶进行进一步的修饰。
对薄荷科植物中二萜类生物合成途径的研究主要集中在药用二萜类化合物上，来自可汉波里乌斯南洋香薷（也称为斑叶鬼臼）的cAMP增强剂福斯科林、来自丹参（一种用于中国传统医学的草药）的丹参酮、来自牡蛎蔓荆（一种具有多种潜在抗糖尿病和血管舒张作用的植物）的马齿苋醇、来自苦草（普通苦草）的乙酰肉桂酸以及来自香薷的弗莱油酸等。
薄荷科二萜类化合物的工业价值，来自鼠尾草的天然萜醇，它可用于半合成的主要化工品Ambrox和抗氧化剂肉桂酸的制备。
在48种薄荷科植物物种的叶片中，可用化学分类学和酶功能数据进行分析，发现数百个二萜类骨架，这些骨架不能通过已知的酶解释。
使用薄荷科植物已知的diTPS进行同源搜索，从新的转录组数据中鉴定出总共163个候选diTPS。结合和交叉参考转录组数据、化学分类学数据和早期酶数据。
缩小候选基因列表，选择与已知酶最少同源性的基因、来自已知二萜类活性无法解释的物种的基因，以及来自没有报道二萜类化合物但转录组数据显示TPS-c或TPS-e基因家族扩增的物种的基因。
9个II类diTPS，涵盖了5个二磷酸中间体，以及10个I类diTPS，涵盖了多种其他产物，其中一些新的酶使得以前难以或不可能通过生物合成获得的中间体得以访问。
Ajuga reptans的ArTPS2产生了新的脱氧金杯烷-4，13E-二磷酸，可能是多种生物活性二萜类化合物的前体，包括对昆虫具有抗饲食作用的化合物。
另一个II类diTPS，Pogostemon cablin的PcTPS1，被发现催化形成（10R）-兰丹-8，13E-二磷酸，可能是薄荷科中的拉米亚亚亚科植物群体中多种二萜类化合物的前体。
在二萜类积累的食用香草Origanum majorana中，对多个新的diTPS进行表征，一些对应的植物中二萜类化合物。
总结：在薄荷科中发现diTPS奠定新的基础，编制一个薄荷科植物中二萜类化合物发生的数据集，以及一个经功能鉴定的薄荷科diTPS基因的数据集。有关二萜类化合物发生的信息收集自三个来源：SISTEMAT、DNP和NAPRALERT。
SISTEMAT包含薄荷科植物中的二萜类化合物，其中包括来自295个物种和51个属的91种独特的碳骨架。
