Discovery of pseudobaptigenin synthase, completing the (-)-maackiain biosynthetic pathway
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Pterocarpans are structurally complex defence compounds produced by legumes (Fabaceae). They are commonly associated with antimicrobial activity and thought to be synthesized de novo or accumulated in response to microbial pathogens. (-)-Maackiain is a lineage-specific pterocarpan detected in some legumes, including red clover ( Trifolium pratense ). The biosynthesis of (-)-maackiain involves a distinctive methylenedioxy bridge formation step, predicted to be catalyzed by a cytochrome P450. Specifically, this elusive P450 catalyzes the conversion of calycosin to pseudobaptigenin. We integrated metabolomic and transcriptomic datasets of red clover roots treated with the fungi, Fusarium oxysporum and Phoma medicaginis , to identify candidate P450 genes. Over 40 molecular features were characterized as (iso)flavonoid structures, including the highly abundant O -methylated isoflavones (formononetin and biochanin A), as well as their derivatives. Long infection with P. medicaginis resulted in significant increases in (-)-maackiain, trifolirhizin and other pterocarpans. Concurrently, fungal infections led to upregulation of core and specialized metabolism-related transcripts, including those encoding phenylpropanoid and (iso)flavonoid biosynthetic enzymes. Using weighted gene co-expression network analysis (WGCNA), variance-stabilized expression patterns, and enzyme-class phylogeny, we were able to curate five candidate cytochrome P450s for pseudobaptigenin synthase (PbS) activity, assayed in engineered yeast ( Saccharomyces cerevisiae ). One candidate P450 was capable of methylenedioxy bridge formation, converting calycosin to pseudobaptigenin and pratensein to 5-hydroxypseudobaptigenin. Therefore, it was renamed T. pratense pseudobaptigenin synthase (TpPbS/CYP76F319). The discovery of TpPbS facilitates the reconstruction of the complete (-)-maackiain biosynthetic pathway and the production of this pterocarpan chemistry at scale for health and agricultural applications. Significance statement The discovery of pseudobaptigenin synthase in red clover (CYP76F319), a P450 that catalyzes the formation of a methylenedioxy bridge to convert calycosin to pseudobaptigenin and pratensein to 5-hydroxypseudobaptigenin. The identification of enriched (iso)flavonoids and associated transcriptomic changes in red clover roots in response to two fungi with distinct infection lifestyles (hemibiotrophy and necrotrophy).
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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 | 0,001 |
| 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) | 0,000 | 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 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 ».