A cellulose synthase–like protein governs the biosynthesis of Solanum alkaloids

生物合成 异源的 糖生物碱 生物化学 生物 异源表达 ATP合酶 生物技术 茄科 基因 重组DNA
作者
Adam Jóźwiak,Sayantan Panda,Ryota Akiyama,Akio Yoneda,Naoyuki Umemoto,Kazuki Saito,Shuhei Yasumoto,Toshiya Muranaka,Sachin Ashruba Gharat,Yana Kazachkova,Yonghui Dong,Shlomy Arava,Inna Goliand,Reinat Nevo,Ilana Rogachev,Sagit Meir,Masaharu Mizutani,Asaph Aharoni
出处
期刊:Science [American Association for the Advancement of Science (AAAS)]
卷期号:386 (6728)
标识
DOI:10.1126/science.adq5721
摘要

Decades of research on the infamous antinutritional steroidal glycoalkaloids (SGAs) in Solanaceae plants have provided deep insights into their metabolism and roles. However, engineering SGAs in heterologous hosts has remained a challenge. We discovered that a protein evolved from the machinery involved in building plant cell walls is the crucial link in the biosynthesis of SGAs. We show that cellulose synthase–like M [GLYCOALKALOID METABOLISM15 (GAME15)] functions both as a cholesterol glucuronosyltransferase and a scaffold protein. Silencing GAME15 depletes SGAs, which makes plants more vulnerable to pests. Our findings illuminate plant evolutionary adaptations that balance chemical defense and self-toxicity and open possibilities for producing steroidal compounds in heterologous systems for food, cosmetics, and pharmaceuticals.
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