Расшифрован путь биосинтеза природных фунгицидов — стробулиринов

Учёные из Бристольского и Ганноверского университетов впервые обнаружили, как в природе синтезируется важный класс соединений — стробулирины. Эти химически синтезируемые фунгициды были вдохновлены соединением, естественным образом производимым грибом Strobilurus tenacellus. Основное применение фунгицидов — защита зерновых культур от Septoria tritici, одного из самых опасных заболеваний пшеницы.

Исследование, финансируемое EPSRC и BBSRC и опубликованное в Nature Communications, описывает биосинтез в природе.

Ключевые открытия:

• Используя полногеномное секвенирование ДНК гриба, учёные идентифицировали кластер генов, кодирующих все ферменты, необходимые для синтеза стробулиринов.
• Стробулирины основаны на необычном поликетиде, синтез которого инициируется стартовой молекулой бензоил-КоА, а не более традиционной ацетильной единицей. Биосинтез этого бензоильного стартера происходит по новому пути.
• После формирования основной поликетидной цепи молекула подвергается сложной перестройке с образованием β-метоксиакрилатного токофора. Ответственный за это фермент был охарактеризован экспрессией в бактерии E. coli и оказался FAD-зависимой оксидазой.

Значение работы:

• Открытие может позволить в будущем использовать комбинации ферментов для создания дизайнерских биосинтетических путей и новых соединений для защиты урожая.
• Фермент, катализирующий перестройку молекулы, осуществляет крайне редкую в природе перегруппировку типа Майнвальда, что является значительным прорывом для биотехнологии.