Ancient gene clusters govern the initiation of monoterpenoid indole alkaloid biosynthesis and C3 stereochemistry inversion
Notice bibliographique
Résumé
The inversion of C3 stereochemistry in monoterpenoid indole alkaloids (MIAs), derived from the central precursor strictosidine (3S), is a critical step for the biosynthesis of numerous 3R MIAs and spirooxindoles, including the antihypertensive drug reserpine. While early MIA biosynthesis preserves the 3S configuration, the mechanism underlying C3 inversion has remained unresolved. Here, we identify and biochemically characterize a conserved oxidase-reductase pair in the Gentianales order: the heteroyohimbine/yohimbine/corynanthe C3-oxidase (HYC3O) and C3-reductase (HYC3R), which together invert the 3S stereochemistry to 3R across diverse substrates. Notably, HYC3O and HYC3R reside in gene clusters in Rauvolfia tetraphylla and Catharanthus roseus, homologous to an elusive geissoschizine synthase (GS) cluster we also uncovered. In R. tetraphylla, these clusters are in tandem on a single chromosome, likely derived from segmental duplication, whereas in C. roseus they reside on separate chromosomes due to translocation. Comparative genomics indicate the GS cluster originated at the base of Gentianales (∼135 Mya), coinciding with the evolution of the strictosidine synthase cluster, while the reserpine cluster arose later in rauvolfioid Apocynaceae. Together, these findings uncover the genomic and biochemical basis for key events in MIA evolution and diversification, providing insights beyond the canonical vinblastine and ajmaline biosynthetic pathways.
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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 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».