神経毒におけるCYP347W1の関与3-ニトロピオン酸ベースの化学的防御マスタードリーフビートルPhaedon Cochleariae

クライソメリナビートレストーレ3-ニトロピオン酸は、プレデターから身を守るために、プレトキシンであるイソキサゾリン-5-1つのグルコシド結合エステルの形を形成しています。ここでは、シトクロムP450モノオキシゲナーゼ、CYP347W1を特定し、イソキサゾリン-5-1つのグルコシドエステルの3-ニトロピオン酸部分の産生に関与することを特定しました。CYP347W1をノックダウンすると、イソキサゾリン-5-1つのグルコシドエステルの濃度が著しく枯渇し、幼虫の血液中のイソキサゾリン-5-オングルコシドの濃度が増加しました。異種発現したCYP347W1による酵素アッセイは、遊離β-アラニンが直接基質ではないことを示しました。相同性モデリングは、β-アラニン-CoAエステルがCYP347W1の活性部位に適合できることを示しました。さらに、Phaedon Cochleariaeの卵は3-NPaをde novo合成できないことを証明しましたが、イソキサゾリン-5-1つのグルコシドとその3-NPA結合エステルの両方が卵に存在します。これらの結果は、P。cochleariae化学防御化合物の生合成におけるCYP347W1の関与に関する直接的な証拠を提供します。

Chrysomelina beetlesstore 3-nitropropionic acid in form of a pretoxin, isoxazolin-5-one glucoside-conjugated ester, to protect themselves against predators. Here we identified a cytochrome P450 monooxygenase, CYP347W1, to be involved in the production of the 3-nitropropionic acid moiety of the isoxazolin-5-one glucoside ester. Knocking down CYP347W1 led to a significant depletion in the concentration of the isoxazolin-5-one glucoside ester and an increase in the concentration of the isoxazolin-5-one glucoside in the larval hemolymph. Enzyme assays with the heterologously expressed CYP347W1 showed free β-alanine was not the direct substrate. Homology modeling indicated that β-alanine-CoA ester can fit into CYP347W1's active site. Furthermore, we proved that Phaedon cochleariae eggs are not able to de novo synthesize 3-NPA, although both isoxazolin-5-one glucoside and its 3-NPA-conjugated ester are present in the eggs. These results provide direct evidence for the involvement of CYP347W1 in the biosynthesis of a P. cochleariae chemical defense compound.