A functionally conserved STORR gene fusion in Papaver species that diverged 16.8 million years ago.
A functionally conserved STORR gene fusion in Papaver species that diverged 16.8 million years ago.
复制标题
DOI：
10.1038/s41467-022-30856-w
复制
发表时间：
2022-06-07
影响因子：
16.6
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
STORR基因融合事件被认为对罂粟中苯基异喹啉生物碱（BIAs）的原morphinan/morphinan亚类的进化至关重要，因为由此产生的双模块蛋白进行了(S)-到(R)-网状线的异构化，这是它们生物合成所必需的。在这里，我们发现在分析的12个Papaver物种中，那些含有STORR基因融合的物种也含有原吗啡素/吗啡素，但有一个重要的例外。加州锥虫编码功能保守的STORR，但不产生原吗啡素/吗啡素。我们还表明，基因融合事件只发生过一次，发生在1680万至2410万年前，在加州锥虫从其他进化支2 Papaver物种分离之前。加州加利福利亚植物中最丰富的BIA是(R)-glaucine，它是BIAs的aporphine亚类成员，这提出了一种可能性，即STORR一旦进化，就不仅仅是Papaveraceae中BIAs的promorphinan/morphinan亚类的生物合成。STORR基因融合事件是罂粟苯基异喹啉生物碱代谢进化的关键步骤。在这里，作者结合了系统发育、转录组学、代谢组学、生化和基因组分析，表明STORR基因融合在1680万至2410万年前的Papaver物种中只发生过一次。
The STORR gene fusion event is considered essential for the evolution of the promorphinan/morphinan subclass of benzylisoquinoline alkaloids (BIAs) in opium poppy as the resulting bi-modular protein performs the isomerization of (S)- to (R)-reticuline essential for their biosynthesis. Here, we show that of the 12 Papaver species analysed those containing the STORR gene fusion also contain promorphinans/morphinans with one important exception. P. californicum encodes a functionally conserved STORR but does not produce promorphinans/morphinans. We also show that the gene fusion event occurred only once, between 16.8-24.1 million years ago before the separation of P. californicum from other Clade 2 Papaver species. The most abundant BIA in P. californicum is (R)-glaucine, a member of the aporphine subclass of BIAs, raising the possibility that STORR, once evolved, contributes to the biosynthesis of more than just the promorphinan/morphinan subclass of BIAs in the Papaveraceae. The STORR gene fusion event is a key step in the evolution of benzylisoquinoline alkaloid metabolism in opium poppy. Here, the authors combine phylogenetic, transcriptomic, metabolomic, biochemical and genomic analyses to show the STORR gene fusion occurred only once between 16.8-24.1 million years ago in Papaver species.
登录
查看更多内容
影响因子：
14.8
作者：
Gietz, R. Daniel;Schiestl, Robert H.
通讯作者：
Schiestl, Robert H.
影响因子：
2.2
作者：
Alagoz, Yagiz;Gurkok, Tugba;Unver, Turgay
通讯作者：
Unver, Turgay
影响因子：
4.8
作者：
Grothe, T;Lenz, R;Kutchan, TM
通讯作者：
Kutchan, TM
影响因子：
3.8
作者：
Huang, FC;Kutchan, TM
通讯作者：
Kutchan, TM
影响因子：
4.2
作者：
Carolan, James C.;Hook, Ingrid L. I.;Hodkinson, Trevor R.
通讯作者：
Hodkinson, Trevor R.