An N-methyltransferase from Ephedra sinica catalyzing the formation of ephedrine and pseudoephedrine enables microbial phenylalkylamine production
Notice bibliographique
Résumé
Phenylalkylamines, such as the plant compounds ephedrine and pseudoephedrine and the animal neurotransmitters dopamine and adrenaline, compose a large class of natural and synthetic molecules with important physiological functions and pharmaceutically valuable bioactivities. The final steps of ephedrine and pseudoephedrine biosynthesis in members of the plant genus Ephedra involve N -methylation of norephedrine and norpseudoephedrine, respectively. Here, using a plant transcriptome screen, we report the isolation and characterization of an N -methyltransferase (NMT) from Ephedra sinica able to catalyze the formation of (pseudo)ephedrine and other naturally occurring phenylalkylamines, including N -methylcathinone and N -methyl(pseudo)ephedrine. Phenylalkylamine N -methyltransferase (PaNMT) shares substantial amino acid sequence identity with enzymes of the NMT family involved in benzylisoquinoline alkaloid (BIA) metabolism in members of the higher plant order Ranunculales, which includes opium poppy ( Papaver somniferum ). PaNMT accepted a broad range of substrates with phenylalkylamine, tryptamine, β-carboline, tetrahydroisoquinoline, and BIA structural scaffolds, which is in contrast to the specificity for BIA substrates of NMT enzymes within the Ranunculales. PaNMT transcript levels were highest in young shoots of E. sinica , which corresponded to the location of NMT activity yielding (pseudo)ephedrine, N -methylcathinone, and N -methyl(pseudo)ephedrine, and with in planta accumulation of phenylalkylamines. Co-expression of recombinant genes encoding PaNMT and an ω-transaminase (PP2799) from Pseudomonas putida in Escherichia coli enabled the conversion of exogenous ( R )-phenylacetylcarbinol (PAC) and ( S )-PAC to ephedrine and pseudoephedrine, respectively. Our work further demonstrates the utility of plant biochemical genomics for the isolation of key enzymes that facilitate microbial engineering for the production of medicinally important metabolites.
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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 ».