Arabic
Albanian
Arabic
Armenian
Azerbaijani
Belarusian
Bengali
Bosnian
Catalan
Czech
Danish
Deutsch
Dutch
English
Estonian
Finnish
Français
Greek
Haitian Creole
Hebrew
Hindi
Hungarian
Icelandic
Indonesian
Irish
Italian
Japanese
Korean
Latvian
Lithuanian
Macedonian
Mongolian
Norwegian
Persian
Polish
Portuguese
Romanian
Russian
Serbian
Slovak
Slovenian
Spanish
Swahili
Swedish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
Български
中文(简体)
中文(繁體)
Plant Physiology 2016-08

Molecular Evolution and Functional Characterization of a Bifunctional Decarboxylase Involved in Lycopodium Alkaloid Biosynthesis.

يمكن للمستخدمين المسجلين فقط ترجمة المقالات
الدخول التسجيل فى الموقع
يتم حفظ الارتباط في الحافظة
Somnuk Bunsupa
Kousuke Hanada
Akira Maruyama
Kaori Aoyagi
Kana Komatsu
Hideki Ueno
Madoka Yamashita
Ryosuke Sasaki
Akira Oikawa
Kazuki Saito

الكلمات الدالة

نبذة مختصرة

Lycopodium alkaloids (LAs) are derived from lysine (Lys) and are found mainly in Huperziaceae and Lycopodiaceae. LAs are potentially useful against Alzheimer's disease, schizophrenia, and myasthenia gravis. Here, we cloned the bifunctional lysine/ornithine decarboxylase (L/ODC), the first gene involved in LA biosynthesis, from the LA-producing plants Lycopodium clavatum and Huperzia serrata We describe the in vitro and in vivo functional characterization of the L. clavatum L/ODC (LcL/ODC). The recombinant LcL/ODC preferentially catalyzed the decarboxylation of l-Lys over l-ornithine (l-Orn) by about 5 times. Transient expression of LcL/ODC fused with the amino or carboxyl terminus of green fluorescent protein, in onion (Allium cepa) epidermal cells and Nicotiana benthamiana leaves, showed LcL/ODC localization in the cytosol. Transgenic tobacco (Nicotiana tabacum) hairy roots and Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) plants expressing LcL/ODC enhanced the production of a Lys-derived alkaloid, anabasine, and cadaverine, respectively, thus, confirming the function of LcL/ODC in plants. In addition, we present an example of the convergent evolution of plant Lys decarboxylase that resulted in the production of Lys-derived alkaloids in Leguminosae (legumes) and Lycopodiaceae (clubmosses). This convergent evolution event probably occurred via the promiscuous functions of the ancestral Orn decarboxylase, which is an enzyme involved in the primary metabolism of polyamine. The positive selection sites were detected by statistical analyses using phylogenetic trees and were confirmed by site-directed mutagenesis, suggesting the importance of those sites in granting the promiscuous function to Lys decarboxylase while retaining the ancestral Orn decarboxylase function. This study contributes to a better understanding of LA biosynthesis and the molecular evolution of plant Lys decarboxylase.

انضم إلى صفحتنا على الفيسبوك

قاعدة بيانات الأعشاب الطبية الأكثر اكتمالا التي يدعمها العلم

  • يعمل في 55 لغة
  • العلاجات العشبية مدعومة بالعلم
  • التعرف على الأعشاب بالصورة
  • خريطة GPS تفاعلية - ضع علامة على الأعشاب في الموقع (قريبًا)
  • اقرأ المنشورات العلمية المتعلقة ببحثك
  • البحث عن الأعشاب الطبية من آثارها
  • نظّم اهتماماتك وابقَ على اطلاع دائم بأبحاث الأخبار والتجارب السريرية وبراءات الاختراع

اكتب أحد الأعراض أو المرض واقرأ عن الأعشاب التي قد تساعد ، واكتب عشبًا واطلع على الأمراض والأعراض التي تستخدم ضدها.
* تستند جميع المعلومات إلى البحوث العلمية المنشورة

Google Play badgeApp Store badge