Improved production of the antidiabetic metabolite montbretin A in <i>Nicotiana benthamiana</i>: discovery, characterization, and use of <i>Crocosmia</i> shikimate shunt genes
Notice bibliographique
Résumé
The plant-specialized metabolite montbretin A (MbA) is being developed as a new treatment option for type-2 diabetes, which is among the ten leading causes of premature death and disability worldwide. MbA is a complex acylated flavonoid glycoside produced in small amounts in below-ground organs of the perennial plant Montbretia (Crocosmia × crocosmiiflora). The lack of a scalable production system limits the development and potential application of MbA as a pharmaceutical or nutraceutical. Previous efforts to reconstruct montbretin biosynthesis in Nicotiana benthamiana (Nb) resulted in low yields of MbA and higher levels of montbretin B (MbB) and montbretin C (MbC). MbA, MbB, and MbC are nearly identical metabolites differing only in their acyl moieties, derived from caffeoyl-CoA, coumaroyl-CoA, and feruloyl-CoA, respectively. In contrast to MbA, MbB and MbC are not pharmaceutically active. To utilize the montbretia caffeoyl-CoA biosynthesis for improved MbA engineering in Nb, we cloned and characterized enzymes of the shikimate shunt of the general phenylpropanoid pathway, specifically hydroxycinnamoyl-CoA: shikimate hydroxycinnamoyl transferase (CcHCT), p-coumaroylshikimate 3'-hydroxylase (CcC3'H), and caffeoylshikimate esterase (CcCSE). Gene expression patterns suggest that CcCSE enables the predominant formation of MbA, relative to MbB and MbC, in montbretia. This observation is supported by results from in vitro characterization of CcCSE and reconstruction of the shikimate shunt in yeast. Using CcHCT together with montbretin biosynthetic genes in multigene constructs resulted in a 30-fold increase of MbA in Nb. This work advances our understanding of the phenylpropanoid pathway and features a critical step towards improved MbA production in bioengineered Nb.
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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 | 0,000 | 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 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 ».