Biosynthesis of the psychotropic plant diterpene salvinorin A: Discovery and characterization of the <i>Salvia divinorum</i> clerodienyl diphosphate synthase
Notice bibliographique
Résumé
Salvia divinorum commonly known as diviner's sage, is an ethnomedicinal plant of the mint family (Lamiaceae). Salvia divinorum is rich in clerodane-type diterpenoids, which accumulate predominantly in leaf glandular trichomes. The main bioactive metabolite, salvinorin A, is the first non-nitrogenous natural compound known to function as an opioid-receptor agonist, and is undergoing clinical trials for potential use in treating neuropsychiatric diseases and drug addictions. We report here the discovery and functional characterization of two S. divinorum diterpene synthases (diTPSs), the ent-copalyl diphosphate (ent-CPP) synthase SdCPS1, and the clerodienyl diphosphate (CLPP) synthase SdCPS2. Mining of leaf- and trichome-specific transcriptomes revealed five diTPSs, two of which are class II diTPSs (SdCPS1-2) and three are class I enzymes (SdKSL1-3). Of the class II diTPSs, transient expression in Nicotiana benthamiana identified SdCPS1 as an ent-CPP synthase, which is prevalent in roots and, together with SdKSL1, exhibits a possible dual role in general and specialized metabolism. In vivo co-expression and in vitro assays combined with nuclear magnetic resonance (NMR) analysis identified SdCPS2 as a CLPP synthase. A role of SdCPS2 in catalyzing the committed step in salvinorin A biosynthesis is supported by its biochemical function, trichome-specific expression and absence of additional class II diTPSs in S. divinorum. Structure-guided mutagenesis revealed four catalytic residues that enabled the re-programming of SdCPS2 activity to afford four distinct products, thus advancing our understanding of how neo-functionalization events have shaped the array of different class II diTPS functions in plants, and may promote synthetic biology platforms for a broader spectrum of diterpenoid bioproducts.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,001 | 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 tête enseignante, 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 ».