Inligting

Metaanalise van vrugte in die blokkering van die sitochroom-familie

Metaanalise van vrugte in die blokkering van die sitochroom-familie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

My professor sê dat sommige middels nie saam met pomelo gebruik kan word nie. Ek probeer 'n lys van sitochrome en die effek daarvan vind om lede van die sitochroomfamilie te blokkeer. Sommige in Cyt P450.

Wat is die belangrikste meta-analise van vrugte in die blokkering van die sitochroomfamilie?


Alhoewel ek nie 'n lys gevind het wat tot vrugte beperk is nie, het ek hierdie bladsy gevind: P450 Dwelminteraksietabel. Hulle bevat 'n hele aantal stowwe wat verskillende isoforme van die P450 -proteïen inhibeer en gee ook die oorspronklike verwysings.

Hierdie lys bevat 'n groot aantal plante wat verskillende P450 -iso -ensieme inhibeer. Die nadeel is dat hulle nie verdere verwysings gee nie, so as u van naderby wil kyk, sal u waarskynlik tyd met Pubmed moet deurbring.


Rol van sitochroom P450 in geneesmiddelinteraksies

Interaksies tussen dwelms en medisyne het 'n belangrike aangeleentheid in die gesondheidsorg geword. Daar word nou besef dat baie geneesmiddel-geneesmiddel-interaksies verklaar kan word deur veranderinge in die metaboliese ensieme wat in die lewer en ander ekstra-hepatiese weefsels voorkom. Baie van die belangrikste farmakokinetiese interaksies tussen geneesmiddels is te danke aan lewersitochroom P450 (P450 of CYP) ensieme wat deur vorige toediening van ander middels beïnvloed word. Na gelyktydige toediening tree sommige middels op as kragtige ensieminduseerders, terwyl ander inhibeerders is. Berigte oor ensieminhibisie kom egter baie meer gereeld voor. Om hierdie meganismes van ensieminhibisie of -induksie te verstaan, is uiters belangrik om toepaslike meervoudige geneesmiddelterapieë te gee. In die toekoms kan dit help om individue met die grootste risiko vir geneesmiddelinteraksies en nadelige gebeurtenisse te identifiseer.


Agtergrond

Met die vermindering van die oppervlakte van die landbou en die groei van die menslike bevolking, word die voeding van die wêreld 'n toenemende probleem. Woestyne beslaan ongeveer een derde van die landoppervlakte van die aarde, is uiterste omgewings wat dorre landskappe is waar min neerslag voorkom, en dikwels droë en alkaliese gronde het, en dus vyandige lewensomstandighede vir die meeste plant- en dierelewe het [1]. Sommige gewasse kan egter steeds in sommige woestyngebiede verbou word. Insig in die omgewingsaanpassings en die ekonomiese karakters van hierdie spesies behoort die aanplant en teel van hierdie gewasse in verskillende woestyngebiede te vergemaklik, wat kan bydra tot die verligting van die wêreld se voedselkrisis.

Pistache (P. vera, 2n = 30, fig. 1a) behoort tot die Eudicots -klade, die Sapindales -orde en die Anacardiaceae -familie en is 'n lid van die cashewfamilie afkomstig uit Sentraal -Asië en die Midde -Ooste. Dit is 'n woestynplant wat hoogs verdraagsaam is vir soutgrond. Pistasieneute het onlangs die vyfde grootste neut-oes geword, met ongeveer 1024 kt wat in 2015 geoes is (FAOSTAT. Food and Agriculture Organisation of the United Nations Database, http://faostat.fao.org/). Iran en die VSA was die grootste produsente van pistache, wat saam verantwoordelik was vir 72,65% van die totale wêreldproduksie in 2015, terwyl die VSA Iran in 2016 ingehaal het om die land te word met die grootste pistache -produksie (FAOSTAT). Benewens sy ekonomiese, voedingswaarde en medisinale waardes, is pistache hoogs aanpasbaar by abiotiese stremmings en word dit beskou as 'n spesie wat droogte- en soutstremming verdra, wat dit ideaal maak vir herbebossing van droë en versoute sones [2].

Pistachio genoom evolusie. a Boom, blom, onvolwasse sade en volwasse sade van pistachio Ghazvini. b Voorbeeld mikrosynteny-analise wat aandui dat daar geen afstammingsspesifieke hele genoom-duplisering in pistache voorkom nie. Mikrokollineariteitspatrone tussen genomiese streke van Amborella, pistache en die populus. Reghoeke verteenwoordig voorspelde geenmodelle, met blou en groen wat relatiewe geenoriëntering toon. Grys ​​linte verbind die bypassende geenpare. c Uitbreiding (rooi getalle) en sametrekking (blou getalle) van geenfamilies in verskillende plante

Alhoewel die vinnige ontwikkeling van genoomvolgorde dit moontlik gemaak het om genetiese onderbou te vind van baie makmaak en verbetering van gewasse, is daar baie min studies oor pistache. Die genoomgrootte van pistache word geraam op ongeveer 600 Mb met 'n hoë heterosigotiese tempo [3]. Moazzzam Jazi et al. [2] het 'n genoomwye transkriptoom gebruik en die soutgehalte-toleransie-verwante merkers en stresreaksiemeganismes ontdek deur twee pistachekultivars onder beheer en soutbehandeling te vergelyk.

In die huidige studie, om die molekulêre evolusionêre geskiedenis wat die makmaak van pistache onderlê beter te verstaan, het ons 'n konsepgenoom van pistachio saamgestel en 107 hele genome hervolg, insluitend 93 huishoudelike en 14 wilde individue van P. vera en 35 ander genome uit verskillende wild Pistasie spesies. Die integrasie van genomiese en transkriptomiese ontledings het uitgebreide geenfamilies (bv. sitochroom P450 en chitinase) en die jasmoniese suur (JA) biosintetiese pad aan die lig gebring wat waarskynlik by stresaanpassing betrokke is. Vergelykende populasie genomiese ontledings het aan die lig gebring dat pistache gematig is

8000 jaar gelede, en die waarskynlikste sleutele gene vir makmaak is diegene wat betrokke is by boom- en saadgrootte, wat kunsmatige seleksie ondergaan het (addisionele lêer 1). Hierdie genoomvolgorde moet toekomstige studies vergemaklik om die genetiese onderbou van agronomies en omgewingsverwante eienskappe van woestyngewasse te verstaan.


Boek – Onlangse vooruitgang in Insekfisiologie, Toksikologie en Molekulêre Biologie

Die doel van hierdie boek was om bygewerkte omvattende resensies van kritieke areas in entomologiese navorsing te verskaf. Twaalf navorsingsonderwerpe word bespreek, wat aspekte van insekfisiologie, toksikologie en molekulêre biologie ondersoek wat ander onlangse boeke oor entomologiese navorsing nie aangespreek het nie of minder besonderhede daaroor behandel het. Die gehoor van die boek is navorsers, gegradueerde studente en wetenskaplikes wat tans in hierdie veld werk of beplan om te werk, en vir persone wat nie noodwendig vertroud is met entomologiese navorsing nie, maar wat in die onderwerp belangstel.

Redakteur: Nannan Liu
ISBN: 978-81-308-0242-8
Uitgewer: Navorsingswyser
Bladsye: 208
Hoofstukke: 12 Navorsingsoorsig hoofstukke


Effek van inflammasie op sitochroom P450-ensiemuitdrukking en geneesmiddelmetabolisme

Geneesmiddelmetaboliserende ensieme (DME) is van kritieke belang vir die biotransformasie en uiteindelik farmakokinetika van die meeste medikasie. Metabolisme is die proses om die lipofiele chemiese struktuur van die geneesmiddel te verander om dit meer hidrofiel te maak en dus makliker uit te skei. In die meeste gevalle van geneesmiddelmetabolisme sal dit die medikasie inaktiveer, terwyl bioaktivering die primêre uitkoms van die metabolisme is in 'n klein persentasie van die middels (bv. Clopidogrel). 'N Derde klas medisyne is aanvanklik aktief, maar het ook aktiewe metaboliete na metabolisme (bv. Morfien) [36]. Sitochroom P450 (CYP) ensieme is 'n superfamilie van fase I DME's wat sleutelspelers speel in die metabolisme van terapeutiese klein molekuulmedisyne, giftige omgewings in die omgewing en gesondheidsaanvullings [37]. CYP-ensieme kataliseer gewoonlik 'n wye reeks oksidatiewe reaksies, insluitend hidroksilering, wat die medisyne meer wateroplosbaar maak en die niere in staat stel om dit uit te skei. Tans het die superfamilie 57 CYP -isoforme, wat in 18 gesinne en 43 subfamilies ingedeel is. Die ensieme van families 1-4 is hoofsaaklik betrokke by die xenobiotiese metabolisme, terwyl ensieme wat aan familie 5 en hoër behoort bydra tot die biosintese en eliminasie van endogene hormone, vitamiene en ander fisiologiese stowwe [37]. CYP3A4 is die mees kritieke metaboliserende ensiem vir moontlike interaksies omdat > 60% van medikasie deur CYP3A4 gemetaboliseer word. Ander groot DME's sluit in CYP1A2, CYP2B6, CYP2C9, CYP2C19 en CYP2D6. Op dieselfde manier is fase II DME's (bv. UGT's, SULTs) ook belangrike komponente in die lewermetabolisme en die uitskakeling van xenobiotika [37]. Hierdie bespreking sal die regulering van xenobiotiese metaboliserende CYP -ensiemuitdrukking en funksie insluit, wat gereeld veroorsaak word deur endogene en eksogene faktore. Veranderde CYP uitdrukking en funksie as gevolg van inflammasie lei tot 'n abnormale geneesmiddelplasmaprofiel en eliminasie, wat die nadelige effekte en dwelmtoksisiteitverwante dodelike uitkomste dryf [37].

Impak van sitokien en ander inflammatoriese proteïene op die CYP -regulasie

Immunogene proteïene, soos IL-1, IL-6, IFNγ en TNFα, kan die CYP-ensieme onderdruk tydens virale infeksie [38, 39], maar daar is nog geen data beskikbaar oor CYP-regulering tydens SARS-CoV-2-infeksie nie. Tog is die CYP -reguleringsprofiel wat deur sitokiene en ander inflammatoriese proteïene beheer word, in die verlede omvattend bestudeer. Die uitwerking van nie-SARS-CoV-2-virusinfeksies en ander inflammatoriese siektes op CYP-regulering kan ook gebruik word om 'n geloofwaardige prentjie in COVID-19-pasiënte te teken. In vitro studie met hepatosiete het getoon dat IL-6 die uitdrukking van die belangrikste CYP-isozyme [39] verminder het (> 40%). 'n Differensiële IL-6-gemedieerde afname in uitdrukking is waargeneem vir CYP1A2, CYP2B6, CYP2C8, CYP2C9, CYP2C19 en CYP3A4 isosime [39]. Na berig word, is CYP2B6 en CYP3A4 die isoforme wat die meeste geraak word in inflammasieverwante CYP-afregulering [39]. Tabel 3 gee 'n uiteensetting van die uitwerking van inflammatoriese sitokiene, wat algemeen waargeneem kan word by COVID-19-pasiënte, op CYP-uitdrukking. Die effekte van inflammatoriese sitokiene op CYP -uitdrukking word in tabel 3 opgesom.

'N Studie oor menslike hepatosiete het getoon dat IL-6-gemedieerde afregulering van CYP-ensieme 'n konsentrasie-afhanklike verskynsel is. Na behandeling met 1 ng/ml IL-6 vir 24 uur, is die CYP3A4-vlakke met 47% van die normale vlakke verlaag [40]. In vergelyking met CYP2B6 en CYP3A4, is die onderdrukking van CYP2C9 uitdrukking meer veerkragtig aangesien dit 5 ng/ml IL-6 benodig het om die uitdrukking met 65% te verlaag [40]. Die gemiddelde EC50 waardes vir IL-6-gedrewe afregulering van CYP3A4, CYP2B6 en CYP2C9 is onderskeidelik 1.2, 1.9 en 3.6 ng/ml [40]. Interindividuele veranderlikheid is waargeneem in die mate van CYP-afregulering deur blootstelling aan IL-6 [41]. Die rol van IL-6 in die vervaardiging van inflammasie-gemedieerde CYP-afregulering is verduidelik deur die gebruik van terpentyn, 'n chemikalie wat gebruik word om inflammasie te veroorsaak, in 'n IL-6-gebrekkige muismodel. Terpentyn kon nie ontsteking en CYP-afregulering veroorsaak by muise met 'n tekort aan IL-6 nie, in teenstelling met die wilde tipe IL-6 muise in vivo [42]. Boonop het die skrywers die effekte van ander inflammatoriese sitokiene wat gereeld by COVID-19-pasiënte voorkom, gemeet. TNFα, IFNγ, TGF en IL-1 het CYP3A4-uitdrukking aansienlik verlaag [43]. Dit is onbekend of die effek van sitokiene op CYP -ensieme additief of sinergisties sou wees in 'n 'sitokienstorm', waar verskeie sitokiene intens verhoog word. Ongeag, dit lyk asof die metabolisme van geneesmiddels grootliks beïnvloed kan word deur die tipe ontsteking wat COVID-19-pasiënte gewoonlik ondervind.

Die meganisme van inflammasieverwante afregulering kan baie uiteenlopend wees. Ariel koolwaterstofreseptore (AhR), konstitutiewe androstaanreseptore (CAR) en die pregnane X-reseptore (PXR) is onderskeidelik die belangrikste reguleerders van die CYP1-, CYP2- en CYP3-familie-ensieme [44]. Onderdrukking van AhR, CAR en PXR gevolg deur transkripsionele afregulering van CYP mRNA en proteïenuitdrukking is die mees alomteenwoordige weg van sitokien en ander inflammasie-gemedieerde effekte [37, 42, 43]. Byvoorbeeld, IL-1β verminder CAR uitdrukking [43]. Die rol van IL-1β in die onderdrukking van CYP-ensieme is verduidelik deur gedeeltelike omkering van afregulering deur gevokizumab, 'n monoklonale anti-IL-1b teenliggaam [45]. Nog 'n meganisme van inflammasie-gedrewe CYP3A4-onderdrukking behels C/EBPβ-proteïen. Die muise wat veroorsaak is deur inflammatoriese bemiddelaars (bv. IL-1β, IL-6, TNFα, IFNy) het 'n afgeknotte weergawe van C/EBPβ geproduseer, wat die aktiwiteit van die volledige weergawe antagoniseer het wat lei tot inhibisie van CYP3A4 [42]. Daarbenewens is oksidatiewe stres 'n algemene verskynsel tydens infeksie en inflammasie, wat bekend is om CYP-uitdrukking te verlaag via vrye radikale meganismes [46]. Dit is gerasionaliseer deur verswakking van ontstekingsverwante afregulering deur toediening van 'n vitamien E-analoog, 'n bekende vryradikale aasdoder [42].

Geneesmiddelmetabolisme en disposisie tydens infeksie en inflammasie

Die primêre funksie van CYP -ensieme is om eliminasie van geneesmiddels deur 'n oksidatiewe reaksie te vergemaklik. Virale infeksie- en sitokienverwante afregulering van CYP-uitdrukking het dus 'n direkte impak op die geneesmiddelbeskikking en farmakokinetika by mense. Die uitwerking van verskeie virusse, byvoorbeeld hepatitis A, griep A en B, adenovirus, herpes simplex en menslike immuungebrekvirus (MIV), op CYP-afhanklike geneesmiddelmetabolisme is bestudeer [47]. Verslae oor die effek van SARS-CoV-2 op geneesmiddelmetaboliserende ensieme of die metabolisme self is skaars, maar die farmakokinetika van verskillende COVID-19-ondersoekmedisyne is onlangs in beperkte mate beskikbaar. Die verhoogde plasmavlakke en verminderde eliminasie van siklosporien, 'n CYP3A4-substraat, is aangedryf deur hoër IL-6-vlakke by beenmurgoorplantingspasiënte [42, 48]. Soortgelyke siekte-geneesmiddel-interaksies is bevestig vir simvastatien en siklosporien deur fisiologies-gebaseerde farmakokinetiese simulasies [49]. Metabolisme van midazolam, 'n CYP3A-probe-substraat, is 12 uur verminder nadat inflammatoriese toestande veroorsaak is met glukose-6-fosfaat-isomerase, gemeet aan verhoogde serum-IL-6 en TNFα vlakke en onderdrukking van CYP3A mRNA [50]. CYP1A2-gemedieerde hepatiese opruiming van teofillien word verminder deur adenovirus of griepvirus [46]. Op dieselfde manier verminder inflammatoriese effekte die metabolisme van protease -remmers deur CYP3A4 by MIV -pasiënte [51]. Ontledings van infeksie- en inflammasie-gemedieerde onderdrukking van geneesmiddelopruiming en ander farmakokinetiese parameters beklemtoon duidelik dat immunogene proteïene soos sitokiene direk kan bydra tot die interindividuele veranderlikheid van die terapeutiese en toksiese uitkomste van farmakologiese ingrepe.

Farmakokinetika van COVID-19-middels by besmette pasiënte

Die behandelingsregime van COVID-19-pasiënte kan om verskeie redes kompleks wees, insluitend die fokus op uiteenlopende patofisiologie en simptome. Die farmakokinetiese profiel van ondersoekmiddels by COVID-19-pasiënte behels hoofsaaklik antivirale en antiprotosoale middels. Remdesivir, wat die enigste Amerikaanse geneesmiddel wat deur die FDA goedgekeur is vir COVID-19, het baie beperkte verslae oor die toestand van COVID-19-pasiënte. Sorgel et al. het gerapporteer dat die area onder die konsentrasie-tydkurwe, maksimum konsentrasie, opruiming en verspreidingsvolume van die ouer-remdesivir met 2,5- tot 4-voudig verskil tussen gesonde vrywilligers en COVID-19-pasiënte met nierversaking [52]. Die bysluiter van die geneesmiddel dui aan dat slegs 10% van die metabolisme bemiddel word deur CYP-ensieme [53], dus is dit onduidelik of die hoër PK-waardes die gevolg is van nierversaking, infeksieverwante afregulering van die metaboliserende ensieme, of miskien 'n kombinasie van beide. Lopinavir/ritonavir en darunavir is die anti-retrovirale medisyne wat goedgekeur is vir die behandeling van MIV en nou hergebruik word vir SARS-CoV-2 [54,55,56]. As gevolg hiervan vergelyk onlangse PK-verslae oor hierdie antivirale middels hul mediaan piek-dalvlakke in COVID-19-pasiënte met vorige studies met MIV-geïnfekteerde individue. Daar was 'n beduidende verskil in plasmakonsentrasies van lopinavir tussen pasiënte wat oorleef het en nie-oorleef het. Die 13 pasiënte van die studie het 'n mediane CRP -vlak van 170 g/l [57] gehad. Nog 'n studie het 'n groot verskil in die mediaan orale opruiming (CL/F) van darunavir gerapporteer tussen COVID-19 pasiënte met IL-6 > 18 pg/ml, pasiënte met 'n IL-6 < 18 pg/ml, en MIV-pasiënte wat nie besmet is nie met SARS-CoV-2 (2.78, 7.24, 9.75 l/h) [54]. Geen betekenisvolle verskil is egter waargeneem in CL/F tussen pasiënte met IL-6 < 18 pg/ml en MIV-pasiënte nie. Vergelyking tussen nie-gestratifiseerde COVID-19-pasiënte en MIV-pasiënte (IL-6-vlakke 31.0 pg/ml versus 2.0 pg/ml) vertoon laer darunavir CL/F by die SARS-CoV-2-besmette pasiënte. IL-6 was die enigste faktor wat aansienlik gekorreleer was met CL/F. Ander faktore wat getoets is, sluit in ouderdom, liggaamsgewig, BSA, serumkreatinien-, ALT- en AST -vlakke, en gepaardgaande toediening van hidroksiglorokien [54]. Net so was plasma-lopinavir-konsentrasies ses keer hoër in COVID-19-pasiënte (mediaan CRP 186 mg/l) in vergelyking met MIV-pasiënte [55]. Marzolini et al. beskryf lopinavir en hidroksichlorokien plasmakonsentrasies in COVID-19 pasiënte wanneer dit gelyktydig gegee word [58]. Lopinavir-vlakke was hoër in COVID-19-pasiënte in vergelyking met die MIV-kohort. Pasiënte met hoër CRP -waardes (& gt 75 mg/l) het 'n hoër konsentrasie lopinavir in vergelyking met die pasiënte met CRP & lt 75 mg/l. Plasmahidroksichlorokienkonsentrasies het nie met CRP -vlakke gekorreleer nie. Ouderdom (65 en 65 jaar) het geen invloed op die konsentrasie van lopinavir in vergelyking tussen pasiënte met soortgelyke CRP -waardes [58]. In verskeie studies is 'n positiewe korrelasie tussen die lopinavir-dalkonsentrasie en CRP-waardes by COVID-19-pasiënte waargeneem [55, 58, 59]. Interessant genoeg was die laagste vlakke van lopinavir laer na toediening van tocilizumab, 'n monoklonale teenliggaam teen IL-6-reseptor, wat daarop dui dat ontstekingsverwante afregulering van geneesmiddelmetabolisme en lewerklaring 'n belangrike rol speel in die wegdoen van COVID-19-medisyne [58]. Dit bevestig die konsep dat 'n sekere CYP -ensiemuitdrukking deur inflammatoriese proteïene onderdruk word tydens 'n aktiewe infeksie of ontsteking [38, 39, 41]. Inderdaad, lopinavir en darunavir word hoofsaaklik gemetaboliseer deur CYP3A4, maar dieselfde ensiem speel 'n geringe rol in die hidroksichlorokienmetabolisme. Dit dui daarop dat inflammasie-gemedieerde afregulering van CYP3A4 kan lei tot laer metabolisme, verminderde klaring en verhoogde plasmakonsentrasie van die COVID-19 CYP3A4 substraatmedisyne. Die anti-inflammatoriese effekte van tocilizumab kan die verhoogde sitokienvlakke en plasmaspieëlvlakke verlaag en sodoende die pasiënte beskerm teen verhoogde toksisiteit [58]. Die inflammasie-gedrewe onderdrukking van die PK-verskynsel kan van toepassing wees op ander middels wat toegedien word om comorbiditeite te bestuur en kan moontlik die geaardheidsprofiel van die pasiënte bemoeilik. Everolimus, 'n immuunonderdrukkende middel wat in oorplantingspasiënte gebruik word, kan byvoorbeeld beïnvloed word deur laer CYP3A4-aktiwiteit sowel as deur CYP3A4-remmende effekte van anti-virale middels [60]. 'N Kort opsomming van die farmakokinetika van medisyne by COVID-19-pasiënte word in Tabel 4 gegee.


Bespreking

Triptolide, 'n struktureel komplekse fenoliese diterpeentriepoksied van T. wilfordii, het kragtige antitumor- en immuunonderdrukkende aktiwiteite. Navorsing wat fokus op sy biosintetiese weg, is deels gestrem deur die afwesigheid van 'n omvattende genetiese boekhouding. Die hoë-gehalte verwysing-graad genoom van T. wilfordii wat hier gerapporteer word, bied dus 'n waardevolle genomiese bron vir die ondersoek van triptoliedbiosintese, en is, sover ons weet, die eerste genomiese volgorde vir 'n plant van die orde Celastrales. Gevolglik verteenwoordig dit verder ook 'n hoeksteen vir evolusionêre fylogenomiese studies van nie net nie T. wilfordii, maar die Celastrales orde meer algemeen.

Vorige ondersoeke na triptoliedbiosintese het staatgemaak op transkriptome data en slegs die relevante diterpeensintases geïdentifiseer. Hierin het ons genomiese, transkriptomiese en metabolomiese data geïntegreer om 'n geen-tot-metabolietnetwerk in kaart te bring, 57 CYP gene wat moontlik betrokke was by triptoliedbiosintese. Daarna kombineer ons die mede-uitdrukkingspatrone, weefselspesifisiteit en induseerbaarheid van hierdie kandidaat-gene sowel as T. wilfordii-spesifiek CYP gene vir verdere ondersoeke, wat 'n totaal van 10 kandidate tot gevolg gehad het. Deur die bogenoemde analise het ons 4 geïdentifiseer CYP gene betrokke by triptoliedbiosintese, aangesien RNAi-afbreek hiervan gelei het tot verminderde ophoping van hierdie natuurlike produk. Boonop het ons die rol van CYP728B70 suksesvol gekenmerk, wat verantwoordelik is vir die oksidasie van C-18 van 'n metiel na die suurdeel van dehidroabietiensuur in die triptoliedbiosintese. Soos hier gedemonstreer deur substraatvoedingstudies, vertoon CYP728B70 veelvuldige/opeenvolgende reaktiwiteit in die uitvoering van hierdie transformasie in triptoliedbiosintese. In ooreenstemming met die beperkte ophoping van triptolid in T. wilfordii, CYP728B70 vertoon lae transkripsievlakke, hoewel dit die hoogste is in die wortelbas waar hierdie diterpenoïed hoofsaaklik voorkom. Veral, ooruitdrukking van CYP728B70 in plantselkulture lei tot 'n beduidende (

70%) toename in triptoliede vlakke relatief tot kontrole kulture, wat aandui dat CYP728B70 aktiwiteit triptolied biosintese beperk, en demonstreer die nut van die resultate wat hier gerapporteer word vir die verbetering van die opbrengs van hierdie potensiële farmaseutiese middel.

Miskien nie verbasend nie, aangesien CYP's die grootste familie van ensieme vorm, is daar steeds CYP-families wat heeltemal ongekarakteriseerd is. Dit het inderdaad die CYP728-familie ingesluit, wat die eerste keer waargeneem is in Amborella, alhoewel dit verlore gegaan het in Arabidopsis (Aanvullende fig.   35), en geen funksie is voorheen gerapporteer vir enige lid van hierdie CYP -familie 32 nie. Daarom blyk CYP728B70 die enigste lid van hierdie CYP -familie te wees wie se katalitiese aktiwiteit geïdentifiseer is, en die rol daarvan in diterpenoïede metabolisme dui onmiddellik op dieselfde funksie vir ander familielede. Die stapsgewyse karboksileringsreaksie wat vir CYP728B70 waargeneem word, is katalities ook baie soortgelyk aan die CYP720B -familie in naaldbome 46, 47, wat selfs 'n paar algemene produkte vorm, wat 'n interessante voorbeeld van onafhanklike ontwikkeling van hierdie funksies in verre plantsoorte toon. Daarbenewens het die ander 3 CYP gene wat die biosintese van triptolied in die resultate van RNAi-eksperiment beïnvloed, is van T. wilfordii-spesifieke CYP (sub-)families. Alhoewel ons nie hul katalitiese funksies geïdentifiseer het nie, sal sulke biochemiese karakterisering dan soortgelyke insig bied.

Alhoewel sommige stappe in die triptolied -biosintetiese pad nog onbekend bly, het ons baie belowende kandidate verskaf, waaronder CYP gene en metaboliete wat nog onbekende tussenprodukte of byprodukte van triptoliedbiosintese kan uitmaak. Ons het ook baie potensiële TF's verskaf wat waarskynlik betrokke is by die regulering van die biosintese van triptolid (aanvullende fig.   34, aanvullende data   8 – 13 en aanvullende aantekening   8). Hier is veral aandag aan die identifisering van rolle vir CYP's uit (sub-) families wat spesifiek is vir T. wilfordii, aangesien baie van die gerapporteerde werk in sulke karakterisering van CYP-funksie in biosintese van plant natuurlike produkte tot 'n mate op homologie berus het ten minste op die familie, indien nie sub-familie, vlak.

Benewens ons identifisering van die rol van CYP728B70, het ons dit gebruik om gis te vervaardig vir die vervaardiging van dehidroabietiensuur (Fig.   4). Dit lê die grondslag vir die identifisering van gene wat daaropvolgende werkende ensieme kodeer, en sal van onskatbare waarde wees in toekomstige ondersoeke van triptoliedbiosintese.

a Drie reaksies word vermoedelik deur CYP728B70 gekataliseer om miltiradieen in dehidroabietiensuur om te skakel. b Die bepaling van die metaboliese weë in gis vir die produksie van diterpeenalcohols en sure. In module 1, rox1, ypl062w, yjl06w4 is uitgeslaan, en ERG9 is afgereguleer, en tHMG1, ERG20, BTS1, SaGGPPS was te veel uitgespreek om die produksie van GGPP te verbeter. In module 2 is dubbele SmMS-SmCPS1-fusiemodules in die gis-chromosoom ingebring vir die produksie van miltiradieen. Ko-uitdrukking van TwCYP728B70 en TwCPR3 lei tot die waargenome produksie van die afgeleide alkohole en sure.

Ten slotte, hoewel dit moeilik is om die biosintetiese weë van die komplekse natuurlike produkte in nie-modelstelsels op te los, het ons hier die nut van die multi-omics-data, sowel as ko-uitdrukkingspatrone, weefselspesifisiteit en induseerbaarheid getoon. van kandidaat -gene sal bydra tot sulke ondersoeke. Interessant genoeg, terwyl genome volgordebepaling die kombinasie van die gene vir die opeenvolgende optrede gevind het TwCPS1 en TwMS triptoliedbiosintese kan begin, blyk dit nie saam te wees met gene vir latere werkende ensieme nie. Nietemin verskaf die genoomvolgorde wat hier gerapporteer word 'n omvattende genetiese inventaris, wat gepaard is met die waarneming dat triptolietproduksie weefselspesifiek is en deur uitlokkers beïnvloed word, baie soos gevind met ander plant natuurlike produkte 48, om geen-tot-metaboliet-netwerke te genereer wat kan produktief ontgin word. Hierdie benadering het veral gelei tot die identifisering van vier relevante CYP's, met die kenmerkende funksie van CYP728B70 wat verder insig gegee het in hierdie voorheen raaiselagtige CYP -familie, asook die nut van hierdie benadering om die opbrengs van hierdie belowende farmaseutiese middel te verhoog.


METODES

Mutante materiale en groeitoestande

Alle plante (Oryza sativa) is in die rysveld van Sjanghai Jiaotong Universiteit gekweek. Die F2 -karteringpopulasie is gegenereer uit 'n kruising tussen die cyp704B2 mutant (japonica) en Guan Lu Ai (aanduiding) (Chu et al., 2005 Liu et al., 2005 Chen et al., 2006 Wang et al., 2006). In die F2 -populasie is manlike steriele plante gekies vir geenkartering.

Karakterisering van die mutante fenotipe

Plante en blomme op 'n volwasse stadium is gefotografeer met 'n Nikon E995 digitale kamera. Die wilde-tipe en cyp704B2 mutante helmknoppe is in I gedompel2-KI -oplossing en vir 'n kort tydjie gesentrifugeer om die I te maak2-KI-oplossing gaan in die helmknop in vir stuifmeelstyselkleuring, dan gefotografeer met 'n mikroskoop (Leica DM2500). Die cyp704B2 helmknop is gekleur deur 0,2% 4',6-diamidino-2-fenielindool nhidreer om die chromosome waar te neem. Waarneming van die ontwikkeling van helmknoppe deur semi -dunne afdelings en TEM is uitgevoer soos beskryf deur Li et al. (2006). Skandeerelektronmikroskopie is uitgevoer soos beskryf deur Zhang et al. (2008).

Kloning van CYP704B2 en aanvulling

Die Nipponbare BAC (OSJNBa0091P11) bevat CYP704B2 en Os03g07260 is gebruik as die sjabloon om 'n 3,8-kb wilde-tipe genomiese DNA-fragment vir te versterk CYP704B2 met 'n 1231-bp 5'-stroomop-streek, 1635-bp-geniese streek (introne ingesluit), en 649-bp 3'-stroomaf-streek deur gebruik te maak van die primerpaar 1F, 5'-aaa GGATCC AGGTGGAAGACAAGGTGGTG-3'R, en 5'R aaa CTGCAG TTGGTCGAACACGAGGTAGG-3', en 'n 4-kb wildtipe genomiese DNA-fragment vir Os03g07260 met 'n 692-bp 5'-gebied, 1611-bp geniese streek, 1294-bp 3'-streek met behulp van primers 4F, 5'-aaa GGATCC CCACCGTCTTCAACTTCCATC-3 ', en 3R, 5' -aaa CTGCAG TCCTGCTACTGGGAAGAATGA. Daarna is die twee DNA -fragmente gekloneer in die vektor pCAMBIA1301: GUS (vriendelik verskaf deur Richard Jefferson) deur beperkingsensiem -plekke (onderstreep) om twee plasmiede, pCAMBIA1301, te produseer:CYP704B2 en pCAMBIA1301:Os03g07260, onderskeidelik. Hierdie twee plasmiede is in die cyp704B2 mutante plante deur Agrobacterium tumefaciens– individueel bemiddelde transformasie. Die stuifmeelkorrels van transgene lyne is deur I getoets2-KI -kleuring en hul kutikulêre strukture van die helmknop is waargeneem deur elektronmikroskopie te skandeer. Die mutante agtergrond van transgene lyne is geïdentifiseer deur PCR -versterking met behulp van primers 3F, 5' -ACGGCATCTCTCATCTACAC -3 'en 2R. In die T1 generasie van transgeniese lyne was die segregasie van vrugbaarheidsplante en steriliteitsplante ~3:1 (50 vrugbaarheid:17 steriliteit).

RT-PCR en Promoter Fusions

Totale RNA is geïsoleer met behulp van Trizol -reagens (Generay) soos beskryf deur die verskaffer uit rysweefsels: wortels, lote, blare, lemmas/paleas, stamper en helmknoppe in verskillende stadiums. Die stadiums van helmknoppe is ingedeel volgens kategorie -lengte (Feng et al., 2001). Na behandeling met DNase (Promega), is 0.3 μ g RNA gebruik om die oligo(dT)-geprimeerde eerste-string cDNA te sintetiseer deur die ReverTra Ace-a-First Strand cDNA sintesestel (Ferment) te gebruik. Een mikroliter van die omgekeerde transkripsieproduk is vervolgens gebruik as die templaat in 'n RT-PKR reaksie.

'N Stroomopwaarts gebied van die 1,23 kb CYP704B2 geen is verteer vanaf die komplementasiekonstruk pCAMBIA1301:CYP704B2 deur BamHI en NcoI. Die CYP704B2 promotor is gesubkloneer in pCAMBIA1301: GUS gesny deur dieselfde beperkingsensiem -plekke. Die pCAMBIA 1301:CYP704B2 pro:GUS konstruk is ingestel in calli van die wilde-tipe rys deur A. tumifaciens transformasie. GUS-aktiwiteit is gevisualiseer deur die wortel-, stam-, blaar- en verskillende stadiumblomme van heterosigotiese spikkels transgeniese lyne te vlek, oornag in X-Gluc-oplossing (Willemsen et al., 1998), en dan word weefsels in 75% skoongemaak (v /v) etanol. Die behandelde helmknoppe word 20 minute lank in die opruimingsreagens (8 g hidraatchloraldehied, 1 ml gliserol en 3 ml gedeïoniseerde water) gedompel en daarna in die skyfie aangebring en met behulp van 'n fase-kontrasmikroskoop (Leica DM2500) gefotografeer.

Ontleding van bestanddele van Anther Wax en Cutin

Was en kutien van helmknoppe is ontleed soos voorheen beskryf (Jung et al., 2006). Oppervlakte is bepaal uit pixelgetalle in mikroskopiebeelde, met die veronderstelling van 'n silindriese liggaam vir ryshelmknoppe. Drie tot ses milligram gevriesdroogde helmknopmateriaal wat ooreenstem met 52 tot 280 mm 2 helmknop-oppervlakte is vir 1 min in 700 μL chloroform gedompel. Die resulterende chloroform -uittreksel is as interne standaard met 10 μ g tetrakosaan (Fluka) gepik en na 'n nuwe glasflessie oorgeplaas. Die oplosmiddel is ingedamp onder 'n sagte stroom stikstof. Verbindings wat vrye hidroksiel- en karboksielgroepe bevat, is omgeskakel na hul trimetielsiliel-eters en -esters met 20 μL bis-(N, N.-trimethylsilyl) -tri- fluoroacetamide (Sigma-Aldrich) in 20 μ L piridien vir 40 minute by 70 ° C voor analise deur GC-FID (Agilent 6890N gaschromatograaf) en GC-MS (Agilent gaschromatograaf gekoppel aan 'n Agilent 5973N quadrupole massaselektiewe detektor). Monomere is geïdentifiseer vanaf hul elektronionisasie-massaspektrometrie-spektra (70 eV, m/z 50 tot 700) na GC-skeiding (kolom 30 m × 0.32 mm × 0.1 μm filmdikte [DB-1 JandW Scientific] op-kolom-inspuiting by 50 ° C, oondtemperatuur van 2 minute by 50 ° C, toenemend by 40 ° C/min tot 200 ° C, 2 minute by 200 ° C, toenemend by 3 ° C/min tot 310 ° C, 30 min by 310 ° C, en helium-draergas teen 2 ml/min). Kwantifisering van wasmonomere is bewerkstellig met 'n identiese GC -stelsel gekombineer met 'n vlamionisasiedetektor.

Ontleding van die monomeersamestelling van die helmknop -polyester is uitgevoer soos beskryf deur Franke et al. (2005). Om 'n volledige onttrekking van alle oplosbare lipiede te verseker, is helmknoppe wat in die was-ekstraksie gebruik is, vir 'n paar uur weer geëxtraheer in nuut bygevoegde 1 ml chloroform/metanol (1: 1 v/v). Hierdie ekstraksiestap is vier keer herhaal voordat die helmknoppe uiteindelik oor silika gedroog is. Die vervalle helmknoppe is daarna depolymeriseer met behulp van transesterifikasie in 1 ml 1 n metanoliese HCl vir 2 uur by 80 ° C. Na toevoeging van 2 ml versadigde NaCl/H2O and 10 μ g of dotriacontane (Fluka) as an internal standard, the hydrophobic monomers were subsequently extracted three times with 1 mL of hexane. The organic phases were combined, the solvent evaporated, and the remaining sample derivatized as described above. GC-MS and GC-FID analysis were performed as for the wax analysis using a modified GC temperature program: on-column injection at 50 ° C, oven temperature of 2 min at 50 ° C, increasing at 10 ° C/min to 150 ° C, 1 min at 150 ° C, increasing at 3 ° C/min to 310 ° C.

Filogenetiese analise

The full-length amino acid of CYP704B2 and most similar 36 sequences identified via BLAST search were aligned with the Muscle tool ( Edgar, 2004) using the default parameters. CYP97C2 from rice and CYP703A2 from Arabidopsis thaliana were added for rooting purposes. The alignment (in the Supplemental Data Set 1 online ) was used to construct a maximum likelihood tree with MEGA 3.1 ( Kumar et al., 2004) using the following parameters: poisson correction, pairwise deletion, and 1000 bootstrap replicates.

Heterologous Expression and Enzymatic Analysis of CYP704B2

Full-length CYP704B2 cDNA was isolated using the primers forward, 5′ -AAA GGATCC ATGAAGAGCCCCATGGAGGA-3′, and reverse, 5′ -AAA GGTACC TCAGACGGAGGTGGAGACGCGGA-3′, carrying the restriction sites BamHI and KpnI (underlined) and shifted into the shuttle vector pYeDP60 (kindly provided by Denis Pompon). Subsequently, this construct was transformed into Saccharomyces cerevisiae strain WAT11 engineered to coproduce Arabidopsis NADPH P450 reductase-1 ( Pompon et al., 1996). Yeast cultures were grown, and CYP704B2 expression was induced as described by Pompon et al. (1996) from one isolated transformed colony. After growth, cells were harvested by centrifugation and manually broken with glass beads (0.45 mm diameter) in 50 mM Tris-HCl buffer, pH 7.5, containing 1 mM EDTA and 600 mM sorbitol. The homogenate was centrifuged for 10 min at 10,000g. The resulting supernatant was centrifuged for 1 h at 100,000g. The pellet consisting of microsomal membranes was resuspended in 50 mM Tris-HCl, pH 7.4, 1 mM EDTA, and 30% (v/v) glycerol with a Potter-Elvehjem homogenizer and stored at −30 ° C. The volume of resuspension buffer was proportional to the weight of yeast pellets, and microsomes extracted from 6 g of yeast were resuspended in 3 mL of buffer. All procedures for microsomal preparation were performed at 0 to 4 ° C.

The cytochrome P450 content was measured by carbon monoxide difference spectrometry ( Omura and Sato, 1964). Microsomes (20 pmoles of P450) isolated from yeast expressing CYP704B2 were incubated (30 min) in 20 mM sodium phosphate, pH 7.4, containing 1 mM NADPH and 100 μ M radiolabeled fatty acids of different chain lengths (Perkin-Elmer). The media were directly spotted on TLC plates after incubation with a mixture of diethyl ether/light petroleum (boiling point, 40 to 60 ° C)/formic acid (50:50:1, v/v/v).

After elution from silica, metabolites generated were methylated with diazomethane and trimethylsilylated with N.,O-bistrimethylsilyltrifluoroacetamide containing 1% (v/v) trimethylchlorosilane (1:1, v/v) and then subjected to GC-MS analysis performed on a gas chromatograph (Agilent 6890 Series) equipped with a 30-m capillary column with an internal diameter of 0.25 mm and a film thickness of 0.25 μ m (HP-5MS). The gas chromatograph was combined with a quadrupole mass selective detector (Agilent 5973N). Mass spectra were recorded at 70 eV.

The metabolite generated by recombinant CYP704B2, in incubation with palmitic acid, was eluted from silica with 10 mL of diethyl ether, methylated with diazomethane, and then trimethylsilylated and subjected to GC-MS analysis as described above. Mass spectrum showed ions at m/z (relative intensity %) 73 (23%) (CH3)3Si + , 75 (29%) [(CH3)2Si + =O], 103 (14%) [CH2(OSi(CH3)3)], 146 (9%) [CH2=C + (OSi(CH3)3-OCH3], 159 (6%) [CH3-O + =C + (OSi(CH3)3)CH=CH2], 311 (100%) (M-47) [loss of methanol from the (M-15) fragment], 327 (4%) (M-31) (loss of OCH3 from the methyl ester), and 343 (32)% (M-15) (loss of CH3 from TMSi group). This fragmentation pattern is identical to the one obtained with authentic derivatized 16-hydroxypalmitic acid (M = 358g/mol).

After elution from silica, metabolite generated by recombinant CYP704B2 in incubation with oleic acid was methylated with diazomethane and then trimethylsilylated and subjected to GC-MS analysis as described above. Mass spectrum showed ions at m/z (relative intensity %) 73 (100%) (CH3)3Si + , 75 (95%) [(CH3)2Si + =O], 103 (28%) [CH2(OSi(CH3)3)], 146 (17%) [CH2=C + (OSi(CH3)3-OCH3], 159 (20%) [CH3-O + =C + (OSi(CH3)3)CH=CH2], 337 (51%) (M-47) [loss of methanol from the (M-15) fragment], 353 (8%) (M-31) (loss of OCH3 from the methyl ester), 369 (19%) (M-15) (loss of CH3 from TMSi group), and 384 (12%) (M). This fragmentation pattern is characteristic of derivatized 18-hydroxyoleic acid (M = 384 g/mol) ( Pinot et al., 1992).

After elution from silica, metabolite generated by recombinant CYP704B2 in incubation with linoleic acid was methylated with diazomethane and then trimethylsilylated and subjected to GC-MS analysis as described above. Mass spectrum showed ions at m/z (relative intensity %) 73 (100%) (CH3)3Si + , 75 (75%) [(CH3)2Si + =O], 103 (17%) [CH2(OSi(CH3)3)], 146 (10%) [CH2=C + (OSi(CH3)3-OCH3], 159 (14%) [CH3-O + =C + (OSi(CH3)3)CH=CH2], 335 (11%) (M-47) [loss of methanol from the (M-15) fragment], 351 (5%) (M-31) (loss of OCH3 from the methyl ester), 369 (9%) (M-15) (loss of CH3 from TMSi group), and 382 (2%) (M). This fragmentation pattern is characteristic of derivatized 18-hydroxylinolenic acid (M = 380 g/mol).

After elution from silica, metabolite generated by recombinant CYP704B2 in incubation with linolenic acid was methylated with diazomethane and then trimethylsilylated and subjected to GC-MS analysis as described above. Mass spectrum showed ions at m/z (relative intensity %) 73 (100%) (CH3)3Si + , 75 (17%) [(CH3)2Si + =O], 103 (69%) [CH2(OSi(CH3)3)], 146 (2%) [CH2=C + (OSi(CH3)3-OCH3], 159 (4%) [CH3-O + =C + (OSi(CH3)3)CH=CH2], 337 (2%) (M-47) [loss of methanol from the (M-15) fragment], 353 (0.5%) (M-31) (loss of OCH3 from the methyl ester), 369 (3%) (M-15) (loss of CH3 from TMSi group), and 380 (0.5%) (M). This fragmentation pattern is characteristic of derivatized 18-hydroxylinolenic acid (M = 380 g/mol).

In vitro enzyme assays with rice anther extracts were performed as described previously ( Morant et al., 2007). Total lipids from anthers (37 mg) were extracted in 1 mL of methanol at 60 ° C. After centrifugation, the methanolic phase was kept in a 2-mL glass vial at 4 ° C. For microsomal incubation, 5 μ L were transferred to assay in a glass vial, and the methanol was evaporated with argon. Microsomes (20 pmoles of P450) isolated from yeast expressing CYP704B2 were added and incubated (30 min) in 20 mM sodium phosphate, pH 7.4, containing 1 mM NADPH in a final volume of 100 μ L. Control experiments were performed in the absence of NADPH. Incubation media were then extracted with 500 μ L of diethyl-ether, which was then evaporated with argon. Derivatized 16-hydroxypalmitic and 18-hydroxyoleic acids were characterized as described above. Mass spectrum of metabolite with retention time of 42.6 min showed ion at m/z (relative intensity) 73 (100%) (CH3)3Si + , 75 (96%) [(CH3)2Si + =O], 146 (12%) [CH2=C + (OSi(CH3)3-OCH3], 159 (22%) [CH3-O + =C + (OSi(CH3)3)CH=CH2], 309 (41%) (M-47) [loss of methanol from the (M-15) fragment], 325 (9%) (M-31) (loss of OCH3 from the methyl ester), 327 (2%) (M-29), 341 (9%) (M-15) (loss of CH3 from TMSi group), and 356 (3%) (M). This fragmentation pattern is characteristic of 16-hydroxy-palmitoleic acid (M = 356g/mol). The derivatized metabolite with retention time of 45.4 min has not been identified.

Toetredingsgetalle

Sequence data from this article for the cDNA and genomic DNA of CYP704B2 can be found in the GenBank/EMBL data libraries under accession numbers NM_001055627 and AC073556, respectively. Accession numbers for the sequences used in the phylogenetic analysis are on the tree in Figure 7.

Aanvullende data

The following materials are available in the online version of this article.

Aanvullende figuur 1. Meiosis of PMCs Is Normal in the cyp704B2 Mutant.

Aanvullende Figuur 2. Analysis of the Anther and Pollen Development by Transmission Electron Microscopy.

Aanvullende figuur 3. Analyses of Cutin Monomers in the Wild-Type and cyp704B2 Anthers.

Supplemental Figure 4. The Phenotype of the Flower, Anther Surface, and Pollen Grains in the Complemented Line.

Supplemental Figure 5. Scanning Electron Microscopy Observation of the Surface Structures of the Leaf, Stem, and Palea in the Wild Type and the cyp704B2 Mutant.

Aanvullende tabel 1. Detailed Cutin Compositions of the Wild-Type and cyp704B2 Anthers.

Supplemental Table 2. Primer Sequences Used in the Mapping and Gene Cloning.

Supplemental Table 3. The Putative Members of CYP704B2 Family from Other Species in EST Databases.

Aanvullende datastel 1. Text File of the Protein Alignment among Rice CYP704B2 and Other Members in the Phylogenetic Tree.


Gevolgtrekkings

We conclude that alcohol induced death resulted from generation of reactive oxygen species (ROS), potentially from Cyp2e1 activity, and that differences in Cyp2e1 resulted in the sex differences observed in cell viability. We reviewed sex differences in the alcohol metabolism pathway when methylation of DNA was blocked. Alcohol dehydrogenase and aldehyde dehydrogenase are not sex dimorphic and while their expression can be modulated by alcohol, this modulation is not sex specific. Only Cyp2e1, performing a redundant role to that of alcohol dehydrogenase responded. Loss of differences in Cyp2e1, combined with exposure to alcohol, resulted in increased death in males, effectively eliminating differences between the sexes in cell viability.

These results are best explained as generation by Cyp2e1 of radicals at toxic alcohol concentrations. Under basal and ethanol induced conditions female cells express more Cyp2e1, potentially resulting in higher generation of ROS. ROS scavenger N-Acetyl-Cysteine (NAC) reduces ethanol induced death and the differences between the sexes. Finally, DSF (Disulfiram), which blocks ALDH, increases death in both sexes as well, possibly because the increased acetaldehyde can be metabolized by Cyp2e1. Death induced by ethanol is mediated by ROS generation, which can be partially prevented by NAC, the latter of which does not distinguish by sex.

We can characterize sex differences at the cellular level differences observed in response to ethanol as a stimulant are likely due to differences in cytochrome p450 member 2e1 and the ROS generation mediated by Cyp2e1 is the potential proximate cause of the toxicity. Blocking DNA methylation alone reduces the observed differences in cell viability, gene expression and ROS generation induced by alcohol. This is the first instance where sex differences in alcohol metabolism are described at a molecular level and suggesting that DNA methylation is one of the initial mediators of this response.


VII. Monocots and eudicots respond differentially to different types of stress

Our meta-analysis demonstrated an interaction between the type of stress the plant undergoes and whether the plant was mono- or eudicotyledonous (Table S2). Remarkably, for infections with fungi, the treatment effect (i.e. the standardized effect of a certain treatment on GLV production) was higher in dicots than in monocots (24.10 vs 8.76, respectively, Bl = 0.027), whereas for infestations with herbivores, monocots showed a higher treatment effect compared with eudicots (3.61 vs 1.26, respectively, Bl < 0.001) (Fig. 3c). No difference between monocots or eudicots was found in the wounding treatment. To our knowledge, this is the first time that this discrepancy has been reported, leaving us to speculate on the underlying mechanism. The difference in plant response to biotic stress between monocots and eudicots has already been demonstrated for plant defence hormones. While in dicots, there is a dichotomous model between SA (resistance against biotrophic pathogens) and JA (resistance against necrotrophs and herbivores), in the monocot crop rice, there are multiple cases in which JA provides resistance against both biotrophic and necrotrophic pathogens (De Vleesschauwer et al., 2014). As there is currently an absence of knowledge regarding the mechanism by which GLVs are perceived by the cell and how the signal is transduced, we cannot pinpoint whether the difference between monocots and eudicots can be situated there or whether it lies further downstream. Another hypothesis is that different MAMPs and HAMPS (e.g. chitine for fungal infection and FACs for herbivores) induce different responses in monocots and eudicots. Substrate competition does not seem to explain the difference between monocots and eudicots in general. In eudicots, HPL and AOS colocalize within the chloroplast (Froehlich et al., 2001 Halitschke et al., 2004 Farmaki et al., 2007 ), facilitating substrate competition for 13-HPs. However, in monocots there is no consistency: in rice negative crosstalk between HPL and AOS has been reported (Liu et al., 2012 Tong et al., 2012 ) but in maize the JA producing LOX8 is localized in the chloroplast, while the GLV producing LOX10 is localized to nonchloroplast organelles, thus avoiding substrate competition (Christensen et al., 2013). Whether the difference in effect between monocots and dicots can be explained by differences in hormone signalling or whether effectors or substrate competition play a role remains to be elucidated.


C.M.A. and W.A.L. planned and designed the research experiments. C.M.A., W.A.L., S.L., A.D., M.P., N.N., and C.B. contributed to molecular analyses. J.M.C., C.M.A. and A.D. carried out chemical analyses. M.L. conducted fieldwork and advised on the plant material to be used. W.A.L., Y.L., and J-F.H. supervised part of the work. C.M.A. and W.A.L. het die manuskrip geskryf.

Neem asseblief kennis: Wiley Blackwell is nie verantwoordelik vir die inhoud of funksionaliteit van enige ondersteunende inligting wat deur die skrywers verskaf word nie. Enige navrae (behalwe ontbrekende materiaal) moet aan die Nuwe Fitoloog Sentrale Kantoor.

Fig. S1 Chromatograms of typical LC-APCI-MS analysis of the products of MdOSC3.

Fig. S2 Expression analysis of triterpene biosynthetic genes (MdOSC1, MdOSC3, MdOSC4 en MdOSC5) by real-time qPCR on RNA extracted from apple skin tissues.

Fig. S3 Mass spectra of lupeol, germanicol, β-amyrin, and α-amyrin.

Fig. S4 Chromatographic trace of an extract of Nicotiana benthamiana leaf transiently transformed with MdOSC4 and the same sample spiked with taraxerol.

Fig. S5 Alignment of P450 predicted amino acid sequences from apple (CYP716A175) and other species.

Fig. S6 Mass spectral comparison (MS1, MS2, and MS3) between betulinic acid, ursolic acid, oleanolic acid, and a putative morolic acid.

Tabel S1 Primer sequences and properties of triterpene-related and housekeeping genes used in this study

Table S2 Summary of the skin triterpene composition of 20 apple cultivars

Let wel: Die uitgewer is nie verantwoordelik vir die inhoud of funksionaliteit van ondersteunende inligting wat deur die outeurs verskaf word nie. Enige navrae (behalwe ontbrekende inhoud) moet aan die ooreenstemmende outeur vir die artikel gerig word.


Kyk die video: Vrugte Van Die Gees (Oktober 2022).