Functional plasticity of paralogous diterpene synthases involved in conifer defense
Notice bibliographique
Résumé
The diversity of terpenoid compounds produced by plants plays an important role in mediating various plant-herbivore, plant-pollinator, and plant-pathogen interactions. This diversity has resulted from gene duplication and neofunctionalization of the enzymes that synthesize and subsequently modify terpenes. Two diterpene synthases in Norway spruce (Picea abies), isopimaradiene synthase and levopimaradiene/abietadiene synthase, provide the hydrocarbon precursors for most of the diterpene resin acids found in the defensive oleoresin of conifers. Although these paralogous enzymes are 91% identical at the amino acid level, one is a single-product enzyme, whereas the other is a multiproduct enzyme that forms completely different products. We used a rational approach of homology modeling, protein sequence comparison, domain swapping, and a series of reciprocal site-directed mutagenesis to identify the specific residues that direct the different product outcomes. A one-amino acid mutation switched the levopimaradiene/abietadiene synthase into producing isopimaradiene and sandaracopimaradiene and none of its normal products. Four mutations were sufficient to reciprocally reverse the product profiles for both of these paralogous enzymes while maintaining catalytic efficiencies similar to the wild-type enzymes. This study illustrates how neofunctionalization can result from relatively minor changes in protein sequence, increasing the diversity of secondary metabolites important for conifer defense.
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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) | 0,001 | 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 ».