Structural and Functional Studies of Pavine N-Methyltransferase from Thalictrum flavum Reveal Novel Insights into Substrate Recognition and Catalytic Mechanism
Notice bibliographique
Résumé
Benzylisoquinoline alkaloids (BIAs) are produced in a wide variety of plants and include many common analgesic, antitussive, and anticancer compounds. Several members of a distinct family of S -adenosylmethionine (SAM)-dependent N -methyltransferases (NMTs) play critical roles in BIA biosynthesis, but the molecular basis of substrate recognition and catalysis is not known for NMTs involved in BIA metabolism. To address this issue, the crystal structure of pavine NMT from Thalictrum flavum was solved using selenomethionine-substituted protein ( d min = 2.8 Å). Additional structures were determined for the native protein ( d min = 2.0 Å) as well as binary complexes with SAM ( d min = 2.3 Å) or the reaction product S -adenosylhomocysteine ( d min = 1.6 Å). The structure of a complex with S -adenosylhomocysteine and two molecules of tetrahydropapaverine (THP; one as the S conformer and a second in the R configuration) ( d min = 1.8 Å) revealed key features of substrate recognition. Pavine NMT converted racemic THP to laudanosine, but the enzyme showed a preference for (±)-pavine and ( S )-reticuline as substrates. These structures suggest the involvement of highly conserved residues at the active site. Mutagenesis of three residues near the methyl group of SAM and the nitrogen atom of the alkaloid acceptor decreased enzyme activity without disrupting the structure of the protein. The binding site for THP provides a framework for understanding substrate specificity among numerous NMTs involved in the biosynthesis of BIAs and other specialized metabolites. This information will facilitate metabolic engineering efforts aimed at producing medicinally important compounds in heterologous systems, such as yeast.
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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 ».