Identificación y caracterización funcional de una geraniol sintasa UrGES de
Autores: Liu, Xinghui; Chen, Wenqiang; Li, Linxuan; Mu, Detian; Wilson, Iain W.; Huang, Xueshuang; Xiang, Yahui; Zhu, Lina; Pan, Limei; Qiu, Deyou; Tang, Qi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Identificación y caracterización funcional de una geraniol sintasa UrGES de
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Planta
Alcaloides indólicos terpenoides
Sintasa de geraniol
Gen
Expresión
Biosíntesis
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
, una planta medicinal ampliamente utilizada en la medicina tradicional china, es una fuente vegetal importante de alcaloides indólicos terpenoides (TIAs), pero el mecanismo de biosíntesis de TIAs a nivel molecular sigue siendo incierto. La geraniol sintasa (GES) actúa como una enzima crucial en la catálisis de la formación de geraniol a partir de pirofosfato de geranilo (GPP) en varias plantas, pero la caracterización funcional del gen no ha sido investigada. En este estudio, se identificó y caracterizó un gen a través de minería genómica y análisis bioinformático. La validación funcional se realizó mediante un experimento de catálisis de proteínas, expresión transitoria en , y experimentos de inducción con metil jasmonato (MeJA). El gen de longitud completa tenía 1761 pb, codificando un producto proteico de 586 aminoácidos con un peso molecular estimado de 67.5 kDa. Los alineamientos de secuencias múltiples y el análisis filogenético colocaron a UrGES dentro de la subfamilia de sintasas de terpenos g (TPS-g), mostrando alta similitud con GESs conocidos de otras plantas. Los ensayos enzimáticos confirmaron que la UrGES recombinante catalizó la conversión de GPP a un único producto de geraniol. La expresión transitoria de resultó en acumulación de geraniol en , confirmando aún más su función en vivo. Se observó expresión en hojas, tallos y raíces, donde las hojas tenían los niveles de transcripción más altos. Además, el tratamiento con MeJA aumentó significativamente la expresión, que se correlacionó positivamente con un aumento en el contenido de alcaloides. Este estudio caracteriza funcionalmente a UrGES como una geraniol sintasa en , contribuyendo al conocimiento actual de la vía biosintética de TIAs. Estos hallazgos pueden ofrecer perspectivas para futuras ingenierías metabólicas que busquen aumentar los rendimientos de TIAs para aplicaciones farmacéuticas e industriales.
Descripción
, una planta medicinal ampliamente utilizada en la medicina tradicional china, es una fuente vegetal importante de alcaloides indólicos terpenoides (TIAs), pero el mecanismo de biosíntesis de TIAs a nivel molecular sigue siendo incierto. La geraniol sintasa (GES) actúa como una enzima crucial en la catálisis de la formación de geraniol a partir de pirofosfato de geranilo (GPP) en varias plantas, pero la caracterización funcional del gen no ha sido investigada. En este estudio, se identificó y caracterizó un gen a través de minería genómica y análisis bioinformático. La validación funcional se realizó mediante un experimento de catálisis de proteínas, expresión transitoria en , y experimentos de inducción con metil jasmonato (MeJA). El gen de longitud completa tenía 1761 pb, codificando un producto proteico de 586 aminoácidos con un peso molecular estimado de 67.5 kDa. Los alineamientos de secuencias múltiples y el análisis filogenético colocaron a UrGES dentro de la subfamilia de sintasas de terpenos g (TPS-g), mostrando alta similitud con GESs conocidos de otras plantas. Los ensayos enzimáticos confirmaron que la UrGES recombinante catalizó la conversión de GPP a un único producto de geraniol. La expresión transitoria de resultó en acumulación de geraniol en , confirmando aún más su función en vivo. Se observó expresión en hojas, tallos y raíces, donde las hojas tenían los niveles de transcripción más altos. Además, el tratamiento con MeJA aumentó significativamente la expresión, que se correlacionó positivamente con un aumento en el contenido de alcaloides. Este estudio caracteriza funcionalmente a UrGES como una geraniol sintasa en , contribuyendo al conocimiento actual de la vía biosintética de TIAs. Estos hallazgos pueden ofrecer perspectivas para futuras ingenierías metabólicas que busquen aumentar los rendimientos de TIAs para aplicaciones farmacéuticas e industriales.