Populaire Berichten

Editor'S Choice - 2019

Paddestoelen worden verdedigend

Anonim

Sommige champignons produceren langketenige onverzadigde carbonzuren als hun chemische afweer tegen insectenlarven. De biosynthese van deze polyenen berust op slechts één enzym, zoals Duitse wetenschappers nu hebben ontdekt. In het tijdschrift Angewandte Chemie rapporteren zij de ongekende multipele dubbele binding verschuivende activiteit door het enzym, dat representatief is voor een nog niet-gekarakteriseerde fylogenetische clade van polyketidesynthasen.

advertentie


Paddestoelen voeden zich met dood plantaardig materiaal en vervullen zo een essentiële rol in de koolstofcyclus. Maar ze worden zelf ook gevoed door insectenlarven en vele andere bewoners van het bos. Om zichzelf te verdedigen, hebben paddenstoelen en schimmels een enorm arsenaal aan chemische wapens ontwikkeld. Als bijvoorbeeld het mycelium van een valse kalkoenstaartpaddestoel gewond raakt door de beet van een larve, worden polyeenverbindingen geproduceerd die de larven beïnvloeden door de verpopping te remmen. De biosynthese van deze polyenes volgt een zeer unieke en voorheen onontdekte route, zoals Dirk Hoffmeister en zijn team aan de Friedrich-Schiller-Universität Jena, Duitsland, hebben ontdekt.

De paddestoel, die BY1 werd genoemd, produceert twee afzonderlijke vertakte onverzadigde carbonzuren na verwonding. Anders dan de meeste bekende polyenen, zijn de BY1-verdedigingspolyenen niet samengesteld uit de welbekende isopreenbouwstenen, die bijvoorbeeld het moleculaire skelet van natuurrubber vormen. In plaats daarvan hebben ze een polyketide lichaam, een gemeenschappelijke klasse van secundaire natuurlijke producten, met een reeks geconjugeerde dubbele bindingen. Deze dubbele bindingen worden verschoven met één koolstofatoom ten opzichte van de acetaateenheden, de bouwstenen van het molecuul. Het was onbekend hoe biosynthese zo'n groot aantal verschuivingen in één molecuul beheert.

In BY1 is het enzym dat verantwoordelijk is voor deze verschuivingen één enkele polyketidesynthase (PKS), ontdekten de wetenschappers. Dergelijke enzymen genereren een grote diversiteit aan natuurlijke producten in planten en schimmels, maar het mechanisme dat hier wordt waargenomen is ongebruikelijk. Hoffmeister en zijn collega's beweren dat het "de eerste waarneming was van door letsel geïnduceerde PKS-genexpressie en de ongekende verschuiving van meerdere dubbele bindingen, gekatalyseerd door een enkele PKS." Aldus lijkt één enkel enzym op te treden als een wapenmeester.

De wetenschappers identificeerden dit enzym als onderdeel van een afzonderlijke, nog onontdekte fylogenetische clade onder de PKS-enzymen. Om deze classificatie te bewijzen, reconstrueerden ze het BY1 PKS-gen in de modelschimmel Aspergillus niger. Dientengevolge produceerde deze gemodificeerde mal beide BY1-polyeencarbonzuren. De auteurs stellen voor dat deze verdedigingsstrategie om het ongewone polyeen te bouwen een wijdverspreid mechanisme van paddestoelen is.

advertentie



Verhaal Bron:

Materialen geleverd door Wiley . Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.


Journal Reference :

  1. Philip Brandt, María García-Altares, Markus Nett, Christian Hertweck, Dirk Hoffmeister. Geïnduceerde chemische verdediging van een paddestoel door een dubbelbinding verschuivende polyeensynthase . Angewandte Chemie International Edition, 2017; DOI: 10.1002 / anie.201700767