Glycosylated cannabinoids in Cannabis sativa and enzyme design to modulate their synthesis

糖基化 酶 大麻素 生物化学 突变体 焊剂(冶金) 化学 内大麻素系统 异源的 生物合成 代谢途径 阿那达胺 大麻素受体 底物特异性 计算生物学 药物发现 大麻酚 合理设计 基质(水族馆) 化学合成 合成大麻素 聚糖 突变 N-连接糖基化 结构-活动关系 活动站点 铅化合物 异源表达 生物
作者
Zoe Pinkas,Olga Khersonsky,Paula Berman,Nikolay Kuzmich,Ilana Rogachev,Sarel J. Fleishman,Asaph Aharoni
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:122 (39): e2515688122-e2515688122 被引量:3
标识
DOI:10.1073/pnas.2515688122
摘要

Despite extensive study of its chemical composition and long history of medicinal use, the occurrence of glycosylated cannabinoid derivatives in Cannabis sativa has not been documented to date. Here, we identified glycosylated cannabinoids and their common intermediate olivetolic acid (OA) in various C. sativa tissues and cultivars. We moreover identified four UDP-glycosyltransferases (UGTs) from C. sativa with OA glycosylating activity. Enhancing the water solubility of cannabinoids through glycosylation holds potential for pharmaceutical development and cosmetic applications. However, glycosylation of pathway intermediates such as OA may divert metabolic flux away from cannabinoid production, complicating efforts to engineer glycosylated forms. To resolve this, we applied FuncLib design to an AlphaFold-predicted structure of one of the identified enzymes CsUGT14, generating active-site variants. Through functional screening, we identified mutants that display increased specificity toward cannabinoid end products over the OA intermediate. Moreover, we recognized a single point mutation that dictates OA positioning within the active site, thereby altering isomer formation. These findings expand the known repertoire of natural cannabinoids and provide a rare example of crystallography-free enzyme design to improve stability, substrate selectivity, and isomer specificity. Furthermore, this work lays the foundation for the tailored biosynthesis of soluble glycosylated cannabinoids in heterologous systems.
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
欣喜雨真发布了新的文献求助10
1秒前
小雷完成签到 ,获得积分10
1秒前
矮小的柠檬完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
123发布了新的文献求助10
2秒前
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
姜圆发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
科研通AI6.4的应助被鑫鑫采纳,获得30
8秒前
美好斓发布了新的文献求助10
8秒前
斯文败类的应助被薯条采纳,获得10
8秒前
大大怪发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
科研通AI6.4的应助被zy采纳,获得10
10秒前
11秒前
glc完成签到,获得积分10
11秒前
迁湾完成签到,获得积分20
11秒前
Liu发布了新的文献求助10
12秒前
李浩宇发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
13秒前
粱自中发布了新的文献求助10
13秒前
tqdwxawa发布了新的文献求助10
14秒前
xiaochifu月完成签到 ,获得积分10
14秒前
顾矜的应助被LICHT采纳,获得30
15秒前
HNDuan完成签到,获得积分10
15秒前
陈丽发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
我们都有美好未来完成签到,获得积分10
15秒前
Ava的应助被Lbc采纳,获得10
16秒前
sxy发布了新的文献求助10
16秒前
fpc关闭了fpc的文献求助
16秒前
16秒前
16秒前
16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
A Silent Apostrophe:The Fayum Portraits 520
Organizational Behavior 510
Sing with Understanding: Introduction to Theology in Christian Congregational Song, 3rd ed 330
Auslegung und Untersuchung einer invers ausgelegten Beschaufelung eines einstufigen Axialverdichters mit Vorleitrad (German) 300
AI-Contracting 300
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 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7838374
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9360716
关于积分的说明 20616912
捐赠科研通 7432543
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3339088
关于科研通互助平台的介绍 2483448
邀请新用户注册赠送积分活动 2360133