Discovery of the missing cytochrome P450 monooxygenase cyclases that conclude glyceollin biosynthesis in soybean
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Glyceollins are isoflavonoid-derived metabolites produced by soybean that hold great promise in improving human and animal health due to their antimicrobial, and other medicinal properties. They play important roles in agriculture by defending soybean against one of its most destructive pathogens, Phytophthora sojae . Longstanding research efforts have focused on improving accessibility to glyceollins, yet chemical synthesis remains uneconomical. The fact that some of the key genes involved in the final step of glyceollin biosynthesis have not been identified, engineering the accumulation of these important compounds in microbes is not yet possible. Although the activity of a P450 cyclase was inferred to catalyze the final committed step in glyceollin biosynthesis forty years ago, the enzyme in question has never been conclusively identified. This study reports, for the first time, the identification of three cytochrome P450 monooxygenase cyclases that catalyze the final steps of glyceollin biosynthesis. Utilizing P. sojae -soybean transcriptome data, along with genome mining tools and co-expression network analysis, we have identified 16 candidate glyceollin synthases (GmGS). Heterologous expression of these candidate genes in yeast, coupled with in vitro enzyme assays, enabled us to discover three enzymes capable of producing two glyceollin isomers. GmGS11A and GmGS11B catalyzed the conversion of glyceollidin to glyceollin I, whereas GmGS13A converted glyceocarpin to glyceollin III. The functionality of these candidates was further confirmed in planta through gene silencing and overexpression in soybean hairy roots. This groundbreaking study not only contributes to the understanding of glyceollin biosynthesis, but also demonstrates a new synthetic biology strategy that could potentially be scaled up to produce valuable molecules for crop and disease management.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
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) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| 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 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».