Synthetic biology identifies the minimal gene set required for paclitaxel biosynthesis in a plant chassis

紫杉类 烟草 生物 紫杉醇 紫杉烷 红豆杉 计算生物学 生物化学 生物合成 代谢途径 代谢工程 转录组 基因 遗传学 基因表达 癌症 植物 乳腺癌
作者
Youjun Zhang,Lorenz Wiese,Hao Fang,Saleh Alseekh,Leonardo Perez de Souza,Federico Scossa,John J. Molloy,Mathias Christmann,Alisdair R. Fernie
出处
期刊:Molecular Plant [Elsevier BV]
卷期号:16 (12): 1951-1961 被引量:52
标识
DOI:10.1016/j.molp.2023.10.016
摘要

The diterpenoid paclitaxel (Taxol) is a chemotherapy medication widely used as a first-line treatment against several types of solid cancers.The supply of paclitaxel from natural sources is limited.However, missing knowledge about the genes involved in several specific metabolic steps of paclitaxel biosynthesis has rendered it difficult to engineer the full pathway.In this study, we used a combination of transcriptomics, cell biology, metabolomics, and pathway reconstitution to identify the complete gene set required for the heterologous production of paclitaxel.We identified the missing steps from the current model of paclitaxel biosynthesis and confirmed the activity of most of the missing enzymes via heterologous expression in Nicotiana benthamiana.Notably, we identified a new C4b-C20 epoxidase that could overcome the first bottleneck of metabolic engineering.We used both previously characterized and newly identified oxomutases/epoxidases, taxane 1b-hydroxylase, taxane 9a-hydroxylase, taxane 9a-dioxygenase, and phenylalanine-CoA ligase, to successfully biosynthesize the key intermediate baccatin III and to convert baccatin III into paclitaxel in N. benthamiana.In combination, these approaches establish a metabolic route to taxoid biosynthesis and provide insights into the unique chemistry that plants use to generate complex bioactive metabolites.
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
无花果应助娇气的友易采纳,获得10
1秒前
zxf完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
颜枫莹完成签到,获得积分10
2秒前
爆米花应助舟舟采纳,获得10
3秒前
Hello应助斯文夏蓉采纳,获得10
3秒前
传奇3应助一叶扁舟采纳,获得10
3秒前
小t发布了新的文献求助10
3秒前
123发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
5秒前
科研通AI5应助执着山柏采纳,获得10
5秒前
zxf发布了新的文献求助10
5秒前
无畏完成签到 ,获得积分10
6秒前
CodeCraft应助柠檬酸循环采纳,获得10
6秒前
脑洞疼应助寒锐采纳,获得10
6秒前
赘婿应助机智的寒香采纳,获得10
7秒前
8秒前
liuxshan发布了新的文献求助10
8秒前
skskysky发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
CipherSage应助安安采纳,获得10
9秒前
开放溪灵完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
科研通AI5应助恐龙植树采纳,获得10
10秒前
清新的洋葱完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
shuenghei完成签到,获得积分10
12秒前
胡图图发布了新的文献求助10
12秒前
明谦完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
slforest发布了新的文献求助10
13秒前
TBHP完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
瓦猫完成签到,获得积分20
13秒前
边界序列完成签到,获得积分10
15秒前
Distance发布了新的文献求助10
15秒前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
Epigenetic Drug Discovery 500
Pathology of Laboratory Rodents and Rabbits (5th Edition) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3813902
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3358304
关于积分的说明 10393640
捐赠科研通 3075589
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1689439
邀请新用户注册赠送积分活动 812865
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 767400