在Pogostemon cablin (Blanco) Benth中鉴定和功能性表征二烯合成酶家族

科学领域:

• 植物生物化学和分子生物学
• 代谢工程是代谢工程.
• 芳香植物的研究研究.

背景情况:

• 帕丘利 (Pogostemon cablin) 对于制药和化品至关重要,它以腺体三体中合成的素而闻名.
• 吉伯酸 (GA) 是一种二甲类物质,对于腺体三胞体的发育至关重要,但其在帕丘利中的生物合成途径尚不清楚.
• 了解二类生物合成对于帕丘利中有价值的化合物的代谢工程至关重要.

研究的目的:

• 识别和功能性表征涉及帕丘利早期吉伯酸 (GA) 生物合成的迪特尔合成酶 (diTPS).
• 研究这些diTPS基因的进化保存和表达模式.
• 提供基础的基因资源,用于帕丘利中基的代谢工程.

主要方法:

• 在帕丘利中鉴定了一种diTPS基因家族,包括II类 (PatCPS1-3) 和I类 (PatKSL1,PatGLS1-2) 酶.
• 使用酵母异质表达系统和气相色谱-质谱法 (GC-MS) 进行diTPSs的功能性表征.
• 使用定量实时PCR (qRT-PCR) 在不同帕丘利组织中鉴定出基因的表达分析.

主要成果:

• PatCPS1被确定为一种ent-copalyl二酸盐合成酶 (ent-CPS),其与PatKSL1的结合产生了GA前体ent-kaurene.
• PatCPS2将格兰二酸盐 (GGPP) 转化为 (+) -8,13-二酸盐 (CPP);PatCPS3,PatGLS1和PatGLS2没有检测到活性.
• 帕特CPS1的所有三个ohnologs都表现出保留的ent-CPS活性,而帕特CPS1和帕特KSL1表现出无处不在的表达,而帕特CPS2/3主要表达在空中部分.

结论:

• 这项研究阐明了帕丘利酸 (GA) 生物合成的早期步骤,确定了关键酶PatCPS1和PatKSL1.
• 在帕丘利的基因组进化过程中,观察到ent-CPS基因 (PatCPS1 ohnologs) 的功能性保存.
• 独特的表达模式表明PatCPS2/3在专门的新陈代谢中发挥了作用,为塞斯基烯工程提供了目标.