对Aesculus wilsonii的多组学和功能分析揭示了莫雷和奥莱安类型的三基生物合成

科学领域:

• 植物生物化学和分子生物学
• 自然产品的生物合成.
• 基因组学和转录基因组学

背景情况:

• 传统中医药中的药用树 Aesculus wilsonii 含有多种不同的三类植物,但它们的生物合成途径尚不清楚.
• 三聚类体表现出广泛的生物活动,使其生物合成机制具有重大科学和制药意义.

研究的目的:

• 阐明在Aesculus wilsonii中的三类生物的结构多样性背后的生物合成机制.
• 为了识别和表征关键的基因和酶参与三类代谢在A.wilsonii.内.
• 探索在自然产品发现和工程方面的潜在应用的新型三基基架和途径.

主要方法:

• 综合的奥米克分析,包括近端粒到端粒的基因组组装和转录组测序.
• 代谢分析,以识别和分类三类.
• 酵母中的候选基因 (CYP716A,OSC) 的功能性表征和烟草中的异质表达.

主要成果:

• 确定了135种三基因,包括一个新的支架,以及四种三基因生物合成基因集群 (TBGCs).
• 描述了两个CYP716A酶 (AwCYP716A1278,AwCYP716A277),它们在β-amyrin上催化了不同的氧化反应.
• 发现了一种新的途径,涉及一种新功能化的氧化二烯环酶 (AwOSC13),导致莫雷醇.

结论:

• 生物合成基因集群和酶多样化是Aesculus wilsonii中三类代谢的关键驱动因素.
• 这项研究为三二生物合成的演变提供了宝贵的见解,并确定了新的酶和途径.
• 这些发现为发现和设计生物活性植物天然产品提供了资源.