Discovery and mechanistic study of coral-derived terpene synthases reveal insights into terpene scaffolds' orthologous evolution
Notice bibliographique
Résumé
Marine corals, rich in diverse terpenoids, are a promising resource for drug discovery, yet their potential is hindered by low supply. Recent reports on coral-derived terpene synthases (TSs) have confirmed that corals are indeed the primary producers of coral terpenoids, pointing us towards a solution for the low supply issue. However, only a few coral TSs have been functionally identified, lacking comprehensive studies on their mechanisms, phylogenetic relationships, and engineering applications. To address these gaps, we conducted genome mining to discover and study all TSs within the genome of the sea whip coral, Paramuricea clavata. We performed isotope labeling, protein crystallography, and quantum mechanics/molecular mechanics (QM/MM) calculations-guided mutations, particularly focusing on a biflorane synthase, PcTS1. These multifaceted experiments have elucidated the catalytic mechanisms of PcTS1 in detail. Furthermore, our phylogenetic analysis of coral TSs, which are crucial for the biosynthesis of structurally related terpene skeletons such as biflorane, eunicellane, and cembrane, has provided significant insights into the evolutionary development of terpene scaffolds. Based on these insights, we have applied evolution-based engineering efforts to PcTS1, successfully producing new terpene structures that are related to its mechanistic intermediates. This research not only establishes a connection between the chemical diversity of terpenes and coral genomes but also enhances our understanding of coral TSs from both mechanistic and evolutionary perspectives. In addition, this work offers a new research paradigm for the study of coral-derived terpenoids and inspires future high-quality coral sequencing efforts.
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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 | 0,001 |
| 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 ».