Engineering a feedback inhibition-insensitive plant dihydrodipicolinate synthase to increase lysine content in Camelina sativa seeds
Notice bibliographique
Résumé
Camelina sativa (camelina) is emerging as an alternative oilseed crop due to its short growing cycle, low input requirements, adaptability to less favorable growing environments and a seed oil profile suitable for biofuel and industrial applications. Camelina meal and oil are also registered for use in animal and fish feeds; however, like meals derived from most cereals and oilseeds, it is deficient in certain essential amino acids, such as lysine. In higher plants, the reaction catalyzed by dihydrodipicolinate synthase (DHDPS) is the first committed step in the biosynthesis of lysine and is subject to regulation by lysine through feedback inhibition. Here, we report enhancement of lysine content in C. sativa seed via expression of a feedback inhibition-insensitive form of DHDPS from Corynebacterium glutamicums (CgDHDPS). Two genes encoding C. sativa DHDPS were identified and the endogenous enzyme is partially insensitive to lysine inhibition. Site-directed mutagenesis was used to examine the impact of alterations, alone and in combination, present in lysine-desensitized DHDPS isoforms from Arabidopsis thaliana DHDPS (W53R), Nicotiana tabacum (N80I) and Zea mays (E84K) on C. sativa DHDPS lysine sensitivity. When introduced alone, each of the alterations decreased sensitivity to lysine; however, enzyme specific activity was also affected. There was evidence of molecular or structural interplay between residues within the C. sativa DHDPS allosteric site as coupling of the W53R mutation with the N80V mutation decreased lysine sensitivity of the latter, but not to the level with the W53R mutation alone. Furthermore, the activity and lysine sensitivity of the triple mutant (W53R/N80V/E84T) was similar to the W53R mutation alone or the C. glutamicum DHDPS. The most active and most lysine-insensitive C. sativa DHDPS variant (W53R) was not inhibited by free lysine up to 1 mM, comparable to the C. glutamicums enzyme. Seed lysine content increased 13.6 -22.6% in CgDHDPS transgenic lines and 7.6-13.2% in the mCsDHDPS lines. The high lysine-accumulating lines from this work may be used to produce superior quality animal feed with improved essential amino acid profile.
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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 ».