Four enzymes from button bush enable de novo biosynthesis of spirooxindole alkaloids in yeast
Notice bibliographique
Résumé
Oxindoles are a structurally unique subclass of monoterpenoid indole alkaloids (MIAs) with significant medicinal values such as neuroprotective and anticancer properties and are predominantly found in the Rubiaceae plant family. Recent research has only just begun to uncover the biosynthetic pathways of this complex MIA subclass. Here, we report the discovery, characterization, and functional reconstitution of a four-enzyme pathway from Cephalanthus occidentalis (button bush) that enables the complete de novo biosynthesis of heteroyohimbine-type oxindole alkaloids in engineered yeast. Through transcriptomic mining and biochemical validation, we identified and characterized an ajmalicine synthase (CoAJS), a heteroyohimbine/yohimbine/corynanthe C3-oxidase (CoHYC3O), a C3-reductase (CoHYC3R), and an oxindole synthase (CoOIS) capable of converting strictosidine aglycone into 3-epi-ajmalicine and subsequently into the oxindole alkaloids mitraphylline and isomitraphylline. Saturation kinetics of CoOIS revealed comparable catalytic efficiencies for 3-epi-ajmalicine and its C20 epimer akuammigine, indicating substrate tolerance within the heteroyohimbine subclass. Yeast-based reconstruction of the pathway successfully yielded both mitraphylline epimers and the spirooxindole uncarine F. This work elucidates the enzymatic logic behind oxindole formation and expands the toolkit for MIA scaffold diversification and synthetic biology.
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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 | 0,002 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| 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 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 ».