以蛋白质学为指导的采矿和参与来自Camptotheca acuminata的Camptothecin生物合成的环氧酶的表征
Xiang Pu1, Minji Wang1, Menghan Chen1
1College of Science, Sichuan Agricultural University, Ya'an 625014, China.
ACS chemical biology
|July 31, 2023
概括
研究人员确定了一种关键酶,CYP71BE206,参与坎普托丁 (CPT) 生物合成. 这种酶也参与了黄酸生产,揭示了植物代谢的双重作用和进化洞察力.
科学领域:
- 植物生物化学 植物生物化学
- 代谢工程是代谢工程.
- 分子进化是分子进化的过程.
背景情况:
- 坎プト素 (CPT) 是一种重要的抗癌药物,但其生物合成途径,特别是环氧化阶段,尚未完全理解.
- 细胞染色体P450酶 (CYP450s) 在植物的二次新陈代谢中至关重要,但它们在CPT生物合成中的特定作用在很大程度上仍未被描述.
研究的目的:
- 为了阐明CYP450介导的Camptotheca acuminata*中camptothecin生物合成中的环氧化步骤.
- 为了识别和描述参与CPT和黄类代谢途径的新型酶.
- 研究CYP71BE基因的进化起源和功能多样化.
主要方法:
- 在蛋白质学指导下对*Camptotheca acuminata*进行分析,以确定在CPT代谢过程中丰富的蛋白质.
- 转录基因和蛋白质基因数据整合以选候选CYP71BE基因.
- 在*Saccharomyces cerevisiae* WAT11中的候选CYP71BE蛋白质的体外生化表征11.
- 在Nicotiana benthamiana的植物功能测试中,以验证酶活性.
主要成果:
- 在实验室中,四种CYP71BE蛋白显示出异基因因氧化酶活性,这表明它们在黄类生物合成中起作用.
- CYP71BE206在体外和植物内都表现出环氧化酶活性,对干胺,一个关键的CPT前体.
- 功能验证证实了CYP71BE206在坎普托西因生物合成中的参与.
- 优化催化条件和确定CYP71BE206.6的酶参数.
- 有证据表明,CYP71BE206是双功能性的,参与了CPT和黄类生物合成,可能源于祖先CYP71BE基因的新功能化.
结论:
- CYP71BE206是一种新发现的环氧化酶,对坎普托他的生物合成至关重要,催化了strictosamide的环氧化.
- CYP71BE206具有双重作用,也促进了黄类生物合成,突出了代谢可塑性.
- 该研究提供了关于CPT生产中CYP71BE介导的环氧化步骤的重要见解,并表明导致CYP71BE206.6新功能化的进化事件.
