Evolution of trans-isoprenyl diphosphate synthases in the plant kingdom

法尼基二磷酸合酶 亚科 生物 基因 萜类 系统发育学 ATP合酶 系统发育树 生物化学 同源(生物学) 遗传学 焦磷酸酶 分子进化 丙炔基转移酶 基因家族 进化生物学 酶 共生 水平基因转移 基因组 底物特异性
作者
X Chen,Mutsumi Nakanishi,Jin Han,Hisashi Hemmi,F Chen
出处
期刊:Plant Physiology [Oxford University Press]
卷期号:201 (4) 被引量:1
标识
DOI:10.1093/plphys/kiag238
摘要

Terpenoid metabolism is essential across all life forms. Trans-isoprenyl diphosphate synthases (IDSs) are universally conserved enzymes that produce isoprenyl diphosphates of varying chain lengths, serving as precursors for diverse terpenoid metabolites. However, the evolution of IDS genes within the plant kingdom (Archaeplastida) remains unresolved. Here, we reconstruct the evolutionary trajectory of IDS genes in Archaeplastida using comprehensive genomic mining and phylogenetic analyses. We infer that the last common ancestor of the plant kingdom possessed 4 distinct IDS genes: 2 from the eukaryotic host encoding farnesyl diphosphate synthase (FPPS) and polyprenyl diphosphate synthase using farnesyl diphosphate as substrate (PPPSF), and 2 from the cyanobacterial endosymbiont encoding geranylgeranyl diphosphate synthase (GGPPS) and polyprenyl diphosphate synthase using geranylgeranyl diphosphate as a substrate (PPPSGG). While all the cyanobacterial-derived genes have been retained, the host-derived GGPPS was lost in the Archaeplastida ancestor. Most IDSs are nuclear-encoded, yet GGPPS in glaucophytes and PPPSGG in both glaucophytes and rhodophytes are plastid-encoded, indicating lineage-specific endosymbiotic gene transfer. One representative plastid-encoded PPPSGG shares catalytic properties with its nuclear-encoded counterparts. Among different lineages of the plant kingdom, the GGPPS subfamily is substantially expanded in vascular plants, consistent with the diversification of terpenoid metabolism in these later diverged lineages of land plants. Together, these findings reveal a dual origin and a complex evolutionary trajectory of IDS genes in the plant kingdom, shaped by endosymbiotic gene transfer, differential gene retention, and lineage-specific expansion.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
善始善终完成签到 ,获得积分10
1秒前
落寞的土豆完成签到 ,获得积分10
2秒前
1touzansi完成签到 ,获得积分10
3秒前
清脆如娆完成签到 ,获得积分0
5秒前
里清水完成签到 ,获得积分10
5秒前
欧斌完成签到,获得积分10
6秒前
山复尔尔完成签到 ,获得积分10
6秒前
自觉的宇完成签到 ,获得积分10
6秒前
麦当劳没有Creazy4完成签到,获得积分20
10秒前
fishswim1完成签到,获得积分10
11秒前
lin完成签到,获得积分10
11秒前
Twelve完成签到,获得积分10
12秒前
科研顺利完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
木鱼完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
yhyhyhyh完成签到,获得积分10
14秒前
kkkkkk的应助被科研通管家采纳,获得30
14秒前
桐桐的应助被科研通管家采纳,获得10
14秒前
15秒前
李爱国的应助被科研通管家采纳,获得10
15秒前
klicking完成签到,获得积分10
15秒前
zhaosiqi完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
好困发布了新的文献求助10
19秒前
木鱼发布了新的文献求助10
20秒前
Rxtdj完成签到 ,获得积分10
20秒前
顺心的一德完成签到,获得积分10
20秒前
拓跋幻枫完成签到,获得积分10
22秒前
赵浩宇完成签到 ,获得积分10
22秒前
爱学数学的数学小白完成签到,获得积分10
25秒前
孙士淼完成签到 ,获得积分10
25秒前
含蓄凡白完成签到 ,获得积分10
26秒前
包容的忆灵完成签到 ,获得积分10
28秒前
28秒前
matafeiyan完成签到,获得积分10
28秒前
可带玉米完成签到,获得积分10
29秒前
Joy完成签到,获得积分10
30秒前
maple完成签到 ,获得积分10
31秒前
史克珍香完成签到 ,获得积分10
32秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Deformation and Fracture of the Lumbar Vertebral End Plate 500
CLSI C56QG Examples of Hemolyzed, Icteric, and Lipemic/Turbid Samples Quick Guide 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7802584
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9336575
关于积分的说明 20480466
捐赠科研通 7394103
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3326910
关于科研通互助平台的介绍 2473975
邀请新用户注册赠送积分活动 2344920