Biochemical Conservation and Evolution of Germacrene A Oxidase in Asteraceae
Notice bibliographique
Résumé
Sesquiterpene lactones are characteristic natural products in Asteraceae, which constitutes approximately 8% of all plant species. Despite their physiological and pharmaceutical importance, the biochemistry and evolution of sesquiterpene lactones remain unexplored. Here we show that germacrene A oxidase (GAO), evolutionarily conserved in all major subfamilies of Asteraceae, catalyzes three consecutive oxidations of germacrene A to yield germacrene A acid. Furthermore, it is also capable of oxidizing non-natural substrate amorphadiene. Co-expression of lettuce GAO with germacrene synthase in engineered yeast synthesized aberrant products, costic acids and ilicic acid, in an acidic condition. However, cultivation in a neutral condition allowed the de novo synthesis of a single novel compound that was identified as germacrene A acid by gas and liquid chromatography and NMR analyses. To trace the evolutionary lineage of GAO in Asteraceae, homologous genes were further isolated from the representative species of three major subfamilies of Asteraceae (sunflower, chicory, and costus from Asteroideae, Cichorioideae, and Carduoideae, respectively) and also from the phylogenetically basal species, Barnadesia spinosa, from Barnadesioideae. The recombinant GAOs from these genes clearly showed germacrene A oxidase activities, suggesting that GAO activity is widely conserved in Asteraceae including the basal lineage. All GAOs could catalyze the three-step oxidation of non-natural substrate amorphadiene to artemisinic acid, whereas amorphadiene oxidase diverged from GAO displayed negligible activity for germacrene A oxidation. The observed amorphadiene oxidase activity in GAOs suggests that the catalytic plasticity is embedded in ancestral GAO enzymes that may contribute to the chemical and catalytic diversity in nature.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 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 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».