CYP82Y1 Is N-Methylcanadine 1-Hydroxylase, a Key Noscapine Biosynthetic Enzyme in Opium Poppy
Notice bibliographique
Résumé
Noscapine is a phthalideisoquinoline alkaloid investigated for its potent pharmacological properties. Although structurally elucidated more than a century ago, the biosynthesis of noscapine has not been established. Radiotracer studies have shown that noscapine is derived from the protoberberine alkaloid (S)-scoulerine and has been proposed to proceed through (S)-N-methylcanadine. However, pathway intermediates involved in the conversion of N-methylcanadine to noscapine have not been identified. We report the isolation and characterization of the cytochrome P-450 CYP82Y1, which catalyzes the 1-hydroxylation of N-methylcanadine to 1-hydroxy-N-methylcanadine. Comparison of transcript and metabolite profiles of eight opium poppy chemotypes revealed four cytochrome P-450s, three from the CYP82 and one from the CYP719 families, that were tightly correlated with noscapine accumulation. Recombinant CYP82Y1 was the only enzyme that accepted (R,S)-N-methylcanadine as a substrate with strict specificity and high affinity. As expected, CYP82Y1 was abundantly expressed in opium poppy stems where noscapine accumulation is highest among plant organs. Suppression of CYP82Y1 using virus-induced gene silencing caused a significant reduction in the levels of noscapine, narcotoline, and a putative downstream secoberbine intermediate and also resulted in increased accumulation of the upstream pathway intermediates scoulerine, tetrahydrocolum-bamine, canadine, and N-methylcanadine. The combined biochemical and physiological data support the 1-hydroxylation of (S)-N-methylcanadine catalyzed by CYP82Y1 as the first committed step in the formation of noscapine in opium poppy.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,000 |
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