トリチュームに特異的に局在化したヌディックスのタンパク質は、天然ピレスリン殺虫剤の生合成中間体である菊酸二リン酸を加水分解します

A Trichome-Specific, Plastid-Localized Nudix Protein Hydrolyzes the Natural Pyrethrin Pesticide Biosynthetic Intermediate -Chrysanthemyl Diphosphate.

• Wei Li
• Daniel B Lybrand
• Haiyang Xu
• Fei Zhou
• Robert L Last
• Eran Pichersky

抄録

花は、有効な殺虫剤として機能する6つのピレスリンを合成します。-クリサンテモールは、ピレスリン類のモノテルペン部位の初期合成中間体です。これまでに、ピレトラムの酵素であるクリサンテミル二リン酸合成酵素（TcCDS）が、2 分子のジメチルアリル二リン酸（DMAPP）を縮合させることで、プレニル二リン酸化合物であるクリサンテミル二リン酸（CPP）の生成を触媒することが示されていました。その後の研究では、低濃度のDMAPPであれば、TcCDSでも二リン酸基を除去してクリサンテモールを与えることができることも示されました。DMAPP、イソペンテニル二リン酸(IPP)およびゲラニル二リン酸(GPP)などの他のプレニル二リン酸塩からのリン酸基の除去は、2つのステップで起こることが以前に示されていた。これらの場合、第１のリン酸基は、Ｎｕｄｉｘヒドロラーゼタンパク質ファミリーのメンバーによって除去され、第２のリン酸基は、他の未同定のホスファターゼによって除去される。プレニル二リン酸塩の加水分解に関与するこれらの以前に特徴づけられたNudixタンパク質は、細胞質であることが示された。ここで我々は、クリサンテモールを生産する卵巣のトリソームで特異的に発現しているTcNudix1タンパク質が、クリサンテモールの生合成にTcNudix1タンパク質が関与していることを報告した。

flowers synthesize six pyrethrins that function as effective insecticides. -Chrysanthemol is an early intermediate in the synthesis of the monoterpene moiety of pyrethrins. Previously, the pyrethrum enzyme chrysanthemyl diphosphate synthase (TcCDS) was shown to catalyze the formation of the prenyl diphosphate compound chrysanthemyl diphosphate (CPP) by condensing two molecules of dimethylallyl diphosphate (DMAPP). Later work also showed that with a low concentration of DMAPP, TcCDS can also remove the diphosphate group to give chrysanthemol. The removal of the phosphate groups from other prenyl diphosphates, such as DMAPP, isopentenyl diphosphate (IPP) and geranyl diphosphate (GPP), was previously shown to occur in two steps. In those cases, the first phosphate group is removed by a member of the Nudix hydrolase protein family, and the second by other unidentified phosphatases. These previously characterized Nudix proteins involved in the hydrolysis of prenyl diphosphates were shown to be cytosolic. Here we report that a plastidic Nudix protein from pyrethrum, designated TcNudix1, has high specificity for CPP and can hydrolyze it to chrysanthemol monophosphate (CMP). is expressed specifically in the trichomes of the ovaries, where chrysanthemol is produced. expression patterns and pathway reconstitution experiments presented here implicate the TcNudix1 protein in the biosynthesis of chrysanthemol.

Copyright © 2020 Li, Lybrand, Xu, Zhou, Last and Pichersky.