Caracterização funcional de sintases-chave de policetídeos por análise integrada de metaboloma e transcriptoma na biossíntese de curcuminoides em Curcuma wenyujin

Extratos de folhas e tubérculos de Curcuma wenyujin contêm uma mistura de curcuminóides. No entanto, os constituintes curcuminóides e seus mecanismos moleculares são pouco compreendidos, e as sintases de curcumina relevantes permanecem obscuras. Neste estudo, comparamos de forma abrangente os perfis de metabólitos dos tecidos das folhas e tubérculos de C. wenyujin. Um total de 11 metabólitos de curcuminoides foram identificados e exibiram conteúdos diferenciados nos tecidos das folhas e tubérculos. Uma análise integrada de dados metabolômicos e transcriptômicos revelou a via de biossíntese proposta do curcuminoide. Duas sintases de policetídeo (PKSs) candidatas do tipo Ⅲ foram identificadas nas leveduras de engenharia metabólica, indicando que CwPKS1 e CwPKS2 mantiveram as especificidades do substrato e do produto. Especialmente, CwPKS1 é o primeiro tipo Ⅲ PKS identificado para sintetizar derivados hidrogenados de curcuminoide, dihidrocurcumina e tetrahidrocurcumina. Curiosamente, a substituição da glicina na posição 219 por ácido aspártico (mutante G219D) resultou na inativação completa de CwPKS1. Nossos resultados fornecem a primeira análise metabolômica comparativa de C. wenyujin e PKSs tipo Ⅲ funcionalmente identificadas, fornecendo informações valiosas para a biossíntese de curcuminóides.