Isolation and characterization of two O-methyltransferases involved in benzylisoquinoline alkaloid biosynthesis in sacred lotus (Nelumbo nucifera)
Notice bibliographique
Résumé
Benzylisoquinoline alkaloids (BIAs) are a major class of plant metabolites with many pharmacological benefits. Sacred lotus ( Nelumbo nucifera ) is an ancient aquatic plant of medicinal value because of antiviral and immunomodulatory activities linked to its constituent BIAs. Although more than 30 BIAs belonging to the 1-benzylisoquinoline, aporphine, and bisbenzylisoquinoline structural subclasses and displaying a predominant R- enantiomeric conformation have been isolated from N. nucifera , its BIA biosynthetic genes and enzymes remain unknown. Herein, we report the isolation and biochemical characterization of two O -methyltransferases (OMTs) involved in BIA biosynthesis in sacred lotus. Five homologous genes, designated NnOMT1–5 and encoding polypeptides sharing >40% amino acid sequence identity, were expressed in Escherichia coli . Functional characterization of the purified recombinant proteins revealed that NnOMT1 is a regiospecific 1-benzylisoquinoline 6- O -methyltransferase (6OMT) accepting both R- and S- substrates, whereas NnOMT5 is mainly a 7- O -methyltransferase (7OMT), with relatively minor 6OMT activity and a strong stereospecific preference for S- enantiomers. Available aporphines were not accepted as substrates by either enzyme, suggesting that O -methylation precedes BIA formation from 1-benzylisoquinoline intermediates. K m values for NnOMT1 and NnOMT5 were 20 and 13 μm for ( R,S )-norcoclaurine and ( S )- N -methylcoclaurine, respectively, similar to those for OMTs from other BIA-producing plants. Organ-based correlations of alkaloid content, OMT activity in crude extracts, and OMT gene expression supported physiological roles for NnOMT1 and NnOMT5 in BIA metabolism, occurring primarily in young leaves and embryos of sacred lotus. In summary, our work identifies two OMTs involved in BIA metabolism in the medicinal plant N. nucifera .
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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)
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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 ».