CYP712K4 Catalyzes the C-29 Oxidation of Friedelin in the Maytenus ilicifolia Quinone Methide Triterpenoid Biosynthesis Pathway

Autor(es)

Bicalho, Keylla U. ^{[1, 2, 3, 4]} ; Santoni, Mariana M. ^{[2, 4]} ; Arendt, Philipp ^{[1, 3]} ; Zanelli, Cleslei F. ^[2] ; Furlan, Maysa ^[4] ; Goossens, Alain ^{[1, 3]} ; Pollier, Jacob ^{[1, 3, 5]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Ghent, Dept Plant Biotechnol & Bioinformat, B-9052 Ghent - Belgium

^[2] Sao Paulo State Univ UNESP, Sch Pharmaceut Sci, Dept Biol Sci, Araraquara, SP - Brazil

^[3] VIB Ctr Plant Syst Biol, B-9052 Ghent - Belgium

^[4] Sao Paulo State Univ UNESP, Inst Chem, Dept Organ Chem, Araraquara, SP - Brazil

^[5] VIB Metabol Core, B-9052 Ghent - Belgium

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Plant and Cell Physiology; v. 60, n. 11, p. 2510-2522, NOV 2019.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

The native Brazilian plant Maytenus ilicifolia accumulates a set of quinone methide triterpenoids with important pharmacological properties, of which maytenin, pristimerin and celastrol accumulate exclusively in the root bark of this medicinal plant. The first committed step in the quinone methide triterpenoid biosynthesis is the cyclization of 2,3-oxidosqualene to friedelin, catalyzed by the oxidosqualene cyclase friedelin synthase (FRS). In this study, we produced heterologous friedelin by the expression of M. ilicifolia FRS in Nicotiana benthamiana leaves and in a Saccharomyces cerevisiae strain engineered using CRISPR/Cas9. Furthermore, friedelin-producing N. benthamiana leaves and S. cerevisiae cells were used for the characterization of CYP712K4, a cytochrome P450 from M. ilicifolia that catalyzes the oxidation of friedelin at the C-29 position, leading to maytenoic acid, an intermediate of the quinone methide triterpenoid biosynthesis pathway. Maytenoic acid produced in N. benthamiana leaves was purified and its structure was confirmed using high-resolution mass spectrometry and nuclear magnetic resonance analysis. The three-step oxidation of friedelin to maytenoic acid by CYP712K4 can be considered as the second step of the quinone methide triterpenoid biosynthesis pathway, and may form the basis for further discovery of the pathway and heterologous production of friedelanes and ultimately quinone methide triterpenoids. (AU)

• Processo FAPESP: 14/50926-0 - INCT 2014: biodiversidade e produtos naturais
• Beneficiário: Vanderlan da Silva Bolzani
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOTA - Temático
• Processo FAPESP: 13/07600-3 - CIBFar - Centro de Inovação em Biodiversidade e Fármacos
• Beneficiário: Glaucius Oliva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 15/25175-3 - Clonagem e caracterização das oxidorredutases do tipo citocromo P450 de Maytenus ilicifolia e seu efeito no aumento da produção de triterpenos quinonametídeos por expressão heteróloga em Saccharomyces ceravisiae
• Beneficiário: Keylla Utherdyany Bicalho
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/10911-1 - Biossíntese combinatória de triterpenos nos sistemas de Saccharomyces cerevisiae e Nicotiana benthamiana utilizando enzimas P450 com o substrato friedelina
• Beneficiário: Keylla Utherdyany Bicalho
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 16/16970-7 - Estudo do impacto da função de eIF5A no perfil proteômico celular utilizando o modelo de Saccharomyces cerevisiae
• Beneficiário: Cleslei Fernando Zanelli
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular