Evolution of Conifer Diterpene Synthases: Diterpene Resin Acid Biosynthesis in Lodgepole Pine and Jack Pine Involves Monofunctional and Bifunctional Diterpene Synthases
Notice bibliographique
Résumé
Diterpene resin acids (DRAs) are major components of pine (Pinus spp.) oleoresin. They play critical roles in conifer defense against insects and pathogens and as a renewable resource for industrial bioproducts. The core structures of DRAs are formed in secondary (i.e. specialized) metabolism via cycloisomerization of geranylgeranyl diphosphate (GGPP) by diterpene synthases (diTPSs). Previously described gymnosperm diTPSs of DRA biosynthesis are bifunctional enzymes that catalyze the initial bicyclization of GGPP followed by rearrangement of a (+)-copalyl diphosphate intermediate at two discrete class II and class I active sites. In contrast, similar diterpenes of gibberellin primary (i.e. general) metabolism are produced by the consecutive activity of two monofunctional class II and class I diTPSs. Using high-throughput transcriptome sequencing, we discovered 11 diTPS from jack pine (Pinus banksiana) and lodgepole pine (Pinus contorta). Three of these were orthologous to known conifer bifunctional levopimaradiene/abietadiene synthases. Surprisingly, two sets of orthologous PbdiTPSs and PcdiTPSs were monofunctional class I enzymes that lacked functional class II active sites and converted (+)-copalyl diphosphate, but not GGPP, into isopimaradiene and pimaradiene as major products. Diterpene profiles and transcriptome sequences of lodgepole pine and jack pine are consistent with roles for these diTPSs in DRA biosynthesis. The monofunctional class I diTPSs of DRA biosynthesis form a new clade within the gymnosperm-specific TPS-d3 subfamily that evolved from bifunctional diTPS rather than monofunctional enzymes (TPS-c and TPS-e) of gibberellin metabolism. Homology modeling suggested alterations in the class I active site that may have contributed to their functional specialization relative to other conifer diTPSs.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 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 ».