Twin anchors of the soybean isoflavonoid metabolon: evidence for tethering of the complex to the endoplasmic reticulum by IFS and C4H.

Dastmalchi, M., Bernards, M.A., et Dhaubhadel, S. (2016). « Twin anchors of the soybean isoflavonoid metabolon: evidence for tethering of the complex to the endoplasmic reticulum by IFS and C4H. », The Plant Journal, 85(6), p. 689-706. doi : 10.1111/tpj.13137  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Les isoflavonoïdes, métabolites végétaux spécialisés, sont presque exclusifs aux légumineuses, et leur biosynthèse forme un embranchement de la voie des phénylpropanoïdes. Chez les plantes, le métabolisme peut être coordonné à différents niveaux, dont celui de la formation des complexes protéiques, ou « métabolons », qui représente le niveau d’organisation moléculaire. Avec ces travaux, nous prouvons le bien-fondé du concept du métabolon isoflavonoïde en identifiant des éléments du complexe, leur emplacement subcellulaire et leurs interactions. On sait que l’isoflavone synthase (IFS) et la cinnamate 4-hydroxylase (C4H) sont des tandems enzymatiques P450, ancrés dans le réticulum endoplasmique, qui interagissent avec les enzymes solubles des voies des phénylpropanoïdes et des isoflavonoïdes (C4H, CHS, CHR et CHI). Les enzymes solubles de ces voies métaboliques, qu’elles soient dans le cytoplasme ou dans le noyau, sont liées au réticulum endoplasmique par leur interaction avec les tandems enzymatiques P450. Les interactions entre les éléments solubles assurent aussi la cohésion du complexe. Nos données montrent que l’IFS pourrait interagir en amont, avec des enzymes non consécutives. Un tel complexe protéique laisse supposer un mécanisme pour le flux des métabolites dans la voie des isoflavonoïdes. De plus, dans des études sur les interactions, nous avons identifié plusieurs candidats associés à la GmIFS2, une isoforme de l’IFS, dans les racines transformées du soja. Il pourrait aussi y avoir d’autres candidats pour différents éléments de biosynthèse et de structure intervenant dans la production des isoflavonoïdes. Nos études sur les interactions ont aussi généré des renseignements sur la spécificité des isoformes des enzymes isoflavonoïdes, qui pourraient orienter la manipulation de leur biosynthèse chez les légumineuses ou aider à contourner les goulots d’étranglement dans l’expression hétérologue.

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