在Euphorbia属内,线性三基生物合成的演变
Tomasz Czechowski1, Yi Li1, Alison D Gilday1
1Centre for Novel Agricultural Products, Department of Biology, University of York, Heslington, York, YO10 5DD, UK.
植物进化已经重新调整了烯合成酶基因,以产生抗真菌化合物peplusol. 这一发现使得在新的宿主系统中生产peplusol成为可能,为工业应用提供了潜力.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 植物分子生物学 植物分子生物学
- 自然产品生物合成 自然产品生物合成
背景情况:
- 类是植物天然产品的广泛类别,素作为三烯和固醇的关键前体.
- 佩普索尔 (Peplusol) 是一种抗真菌线性C30三烯,仅在Euphorbia属中报告.
- 了解特殊代谢途径的演变对于发现天然产品至关重要.
研究的目的:
- 为了阐明peplusol生物合成的进化起源.
- 为了确定转换squalene合成酶到peplusol合成酶的遗传和分子基础.
- 为了证明异质生产peplusol的可行性.
主要方法:
- 对比基因组学和基因复制分析,以追踪目标基因的进化历史.
- 位点定向突变发生,以识别导致酶活性变化的关键氨基酸残留物.
- 在尼科蒂亚娜·本塔米亚纳和Saccharomyces cerevisiae中,PEPLUSOL SYNTHASE基因的异质表达.
主要成果:
- 佩普索尔的生产是通过烯合成酶基因的重复进化而来的,其中一个副本获得了新的佩普索尔合成酶活性.
- 确定了特定的氨基酸替代物,这些氨基酸替代物可以相互转换squalene合成酶和peplusol合成酶的功能.
- 优菌peplus PEPLUSOL SYNTHASE基因的异质表达在烟草和酵母中产生了大量的peplusol产量.
结论:
- 基因重复和新功能化是特殊植物代谢物的进化中的关键驱动因素,如peplusol.
- 鉴定到的关键氨基酸残留物为基生物合成的酶工程提供了洞察力.
- 醇的成功异质生产为其在制药和化品中可持续的工业应用开辟了道路.
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