Metabolon pembentukan dan penyaluran metabolik dibiosintesis produk alami tanamanKirsten Jørgensen, Rasmussen Vinther Anne, Morant Marc,Holm Allan Nielsen, Bjarnholt Nanna, Zagrobelny Mika,Søren Bak dan Moller Birger LindbergMetabolon pembentukan dan penyaluran metabolik pada tumbuhanmetabolisme sekunder memungkinkan tanaman untuk efektif mensintesisproduk alami tertentu dan untuk menghindari gangguan metabolisme.Penyaluran dapat melibatkan tipe sel yang berbeda, mengambil keuntungan darikompartementalisasi dalam sel yang sama atau lanjutkan langsungdalam sebuah metabolon. Baru eksperimental pendekatan dokumenpentingnya penyaluran dalam sintesis isoprenoidnya,alkaloid, phenylpropanoids, flavonoid dan sianogenglucosides. Metabolon pembentukan dan penyaluran metabolik padaalam-produk sintesis memfasilitasi upaya untuk genetikinsinyur jalur baru ke dalam tanaman untuk meningkatkan kandungan merekaproduk alami yang berharga. Mereka juga menawarkan kesempatan untukmemperkenalkan ciri baru dengan rekayasa genetika untuk menghasilkan tanamankultivar yang mematuhi prinsip kesetaraan substansial.AlamatLaboratorium Biokimia Tanaman, Departemen Biologi Tanaman, RoyalHewan dan Universitas Pertanian, 40 Thorvaldsensvej, DK-1871Frederiksberg C, Kopenhagen, DenmarkSesuai penulis: Möller, Birger Lindberg (blm@kvl.dk)Lancar Opini di Biologi, Tanaman 2005 8:280-291Tinjauan ini berasal dari masalah bertemaFisiologi dan metabolismeDiedit oleh Kutchan Toni dan Richard DixonTersedia 9 online April 20051369-5266 / $ - lihat hal depan# 2005 Elsevier Ltd All rights reserved.DOI 10.1016/j.pbi.2005.03.014Pendahuluan: mengapa metabolons dan metabolikpenyaluran?Untuk mengoptimalkan pertumbuhan dan pembangunan, metabolikkegiatan tanaman sangat terkoordinasi dikeseluruhan-tanaman, organ, jaringan, seluler, organellar dan molekulertingkat. Pada tingkat sel, penyaluran substratuntuk enzim target mereka yang difasilitasi oleh kompartemensidari sel ke organel yang berbeda dan sub-strukturdaripadanya. Ini berfungsi untuk bersama-melokalisir dan mengoptimalkan

konsentrasi enzim dan substrat mereka. Padatingkat molekul, lain peningkatan konsentrasi substratdiperoleh dengan pembentukan metabolons (yaitukompleks multienzim). Mungkin ada beberapa alasanuntuk pembentukan metabolon. Pertama, untuk meningkatkan efisiensi katalitikdengan menyalurkan perantara yang dibentuk disalah satu situs enzim aktif untuk situs aktif berikutnyaenzim, yaitu untuk membawa bersama-operasi situs aktif menjadi dekatkedekatan dan dengan demikian mengurangi waktu transit untuk intermediet.Kedua, untuk meringankan kendala kinetik yang menghasilkandari pengenceran intermediet ke fase sebagian besarsel. Ketiga, untuk mengamankan konversi cepat dari labil dan / atauberacun intermediet ke konstituen lebih stabil dan kurang beracunoleh penyerapan dan dengan mencegah difusi merekake dalam sel di sekitarnya matriks di mana kimiadekomposisi akan terjadi. Keempat, untuk mencegahsenyawa yang mungkin mengerahkan efek penghambatan pada

Keempat, untuk mencegahsenyawa yang mungkin mengerahkan efek penghambatan padaenzim dari mencapai situs aktif. Kelima, untuk mengontrol dankoordinasi metabolisme lintas-talk yang dimediasi baikoleh enzim yang berfungsi dalam jalur yang berbeda atau olehintermediet yang dibagi antara berbeda metabolikjalur. Dan keenam, untuk memberikan kemungkinan untuk cepatkembali arah metabolisme oleh pembentukan barumetabolons yang telah mengubah komposisi polipeptidadan produk out-put, seperti bisa dituntut, misalnya,oleh tantangan lingkungan hidup. Keuntungan yang terkaitdengan organisasi atau sebagian dari seluruhjalur biosintetik dalam sebuah metabolon demikian berkali lipat.pembentukan Metabolon biasanya melibatkan interaksi spesifikantara beberapa 'larut' enzim yang mungkinberlabuh ke membran baik oleh membran yang terikatstruktur protein yang berfungsi sebagai situs 'nukleasi' untukmetabolon pembentukan atau dengan protein membran yang terikat,seperti P450s sitokrom (CYPs), yang secara langsung mengkatalisissatu atau lebih dari berurutan yang disalurkan reaksi dilakukanoleh metabolon tersebut. Mount bukti menunjukkan bahwabahkan jalur yang pernah dianggap hanya mencakupenzim larut dikenakan subselular penataanyang melibatkan pembentukan metabolon. Fokus darireview tersebut metabolon pembentukan dan penyaluran metabolikdalam metabolisme tanaman sekunder.Metabolons: stabil, rapuh atau transientstrukturMetabolons sangat bervariasi dalam stabilitas fisik sebagaimana ditentukan,misalnya, dengan kekuatan dimana individukomponen yang terpasang. Oleh karena itu,perbedaan antara enzim yang dapat terdiri dari beberapasubunit yang hadir dalam pasti stoikiometrirasio dan metabolon adalah tidak tepat dan tidak mutlak.Fenomena penyaluran telah ditunjukkaneksperimental dalam asosiasi enzim yang stabil yang menunjukkanLancar Opini di Plant, Biologi 2005 8:280-291 www.sciencedirect.comstatis penyaluran. Seperti enzim kompleks, yangdicontohkan oleh triptofan sintase bakteri, memilikikonstanta disosiasi yang sangat kecil bahwa adalah mungkin untukmenentukan struktur kompleks seluruh oleh X-raykristalografi [1]. Sebuah protein multifungsi yang membawaaktif beberapa situs dan mengkatalisis satu seluruh biosintetikurutan reaksi, seperti Tipe I synthases asam lemakditemukan pada hewan dan jamur, mungkin metabolon utama!

Metabolit penyaluran mungkin juga akan tercapai bilahubungan antara komponen polipeptida darimetabolon lebih dinamis. Dalam kasus tersebut, jelasdokumentasi percobaan jauh lebih sulit untukmemperoleh dan sering bertemu dengan skeptisisme yang besar olehkomunitas ilmiah [2,3,4 _]. Pembentukan beberapametabolons mungkin hanya sementara. Transient kompleksmenawarkan kemungkinan pertukaran yang cepat dari beberapapolipeptida komponen pada perakitan kembali, dan dengan demikianmenyediakan mekanisme molekuler untuk memberikan finetuning cepatatau re-arah metabolisme. Metabolon pembentukanmungkin juga akan dikendalikan oleh pengikatan substrat. UntukMisalnya, perubahan konformasi dalam sitokrom P450enzim hasil dari pengikatan substrat dan memediasilampiran sitokrom P450 reduktase [5]. Banyakcontoh kompleks enzim transient diketahui darimetabolisme primer (lihat [6__]), tetapi keberadaan mereka sangatsulit untuk menunjukkan.Beberapa model matematika yang mensimulasikan metabolikpenyaluran dan menunjukkan keterlibatan sebuah metabolondi jalur tertentu telah dikembangkan [6__].Haaaasil data dari mana parameter untukmodel tersebut berasal sering diperoleh dari in vitropercobaan, di mana encer enzim dimurnikan ini dikeloladengan substrat tunggal. In vivo, situasi sangatyang berbeda dan melibatkan konsentrasi protein tinggi,adanya berbagai metabolit yang berbeda, metabolikcross-talk dan pengaturan aktivitas enzim olehberbagai mekanisme, termasuk peraturan alosterik danfosforilasi. Lambat difusi melalui solusi massalmungkin dielakkan dengan pertukaran langsung intermedietdalam metabolons, sehingga secara dramatis meningkatkanbeban kerja enzim-enzim yang terlibat. Perakitanpolipeptida dalam metabolon mungkin memperkenalkan jenisperaturan metabolik yang berbeda dari yangmengatur masing-masing enzim terlarut bebas, sebagaimana telahdiamati untuk pengaturan polipeptida dalam Calvinsiklus metabolon yang telah thioredoxin dan NADPH sebagaiefektor (lihat [7__]). Pengembangan model kinetikayang mengambil faktor-faktor tersebut diperhatikan adalah tantangan utama.Independen bukti eksperimental perlumenilai kemampuan model matematika untuk benar-benar mencerminkandalam situasi vivo.Klasik, selaput biologis seperti endoplasmaretikulum (ER) telah dianggap sebagai homogenfluida struktur yang terdiri dari bilayers lipid, yang

berfungsi sebagai pelarut fasa dua dimensi untuk seluruhnya atauprotein membran sebagian tertanam [8]. Sudah jelas sekarangbahwa lipid dapat membentuk mikro-domain dari biokimia yang unikkomposisi. Domain-domain dinotasikan 'rakit' dan memilikitelah terbukti merupakan platform untuk perakitanmetabolons [9]. Komposisi lipid unik rakit adalahmembayangkan untuk langsung anchoring yang tepat dan untuk memfasilitasi danmenstabilkan berikutnya perakitan komponendiperlukan untuk membentuk metabolon tertentu. Rakit yangterletak dalam sistem membran ER berfungsi untuk mengaturlokasi seluler dari metabolons. Menanggapiserangan patogen, misalnya, rakit mungkin juga menyampaikanPergerakan metabolons, dipandu oleh aktin yangsitoskeleton [10__], ke lokasi lain di penuh sesaksitoplasma. Untuk membeli perlindungan yang optimal, rakit tercatatmetabolons yang terlibat dalam sintesis pertahanansenyawa terhadap patogen akan keuntungan dari selularlokalisasi yang dekat dengan lokasi pintu masuk patogen, sebagaiini akan memfasilitasi produksi lokal dosis tinggisenyawa pertahanan. Menariknya, rakit juga telahditunjukkan untuk menjadi titik masuk pilihan untuk patogen [11].Beberapa ulasan yang sangat baik tersedia pada metabolikpenyaluran dan metabolon pembentukan

Kuat bukti untuk kepentingan penyaluran metabolikdan adanya metabolons telah diakuisisidari penelitian terhadap metabolisme dasar di mikroorganisme,hewan dan tumbuhan selama 50 tahun terakhir. Terkenalcontoh sintase triptofan, dehidrogenase piruvat,glisin dekarboksilase serta sistem enzimyang mengkatalisis siklus asam tricarboxylic, siklus Calvin danglikolisis, oksidasi asam lemak dan proteasome (lihat[7__]).Metabolon formasi dan metabolikpenyaluran dalam metabolisme sekunderTanaman menghasilkan sejumlah besar sekali metabolit sekunder,sebagian besar diantaranya memiliki beragam dan sangat kompleksstruktur. Sejumlah terbatas gen menyandikan kuncienzim yang bertanggung jawab untuk sintesis daripenting tulang punggung struktur yang merupakan keunggulandari kelas yang berbeda dari produk alami, dan besarkemajuan telah dibuat dalam identifikasi inigen (mis. [16-23]). Dekorasi berikutnya daristruktur tulang punggung menghasilkan keragaman besar tanamansekunder produk. Sebagian besar dari hiasan iniproses yang dimediasi oleh sejumlah terbatasenzim kelas, seperti acyltransferases glikosil metil-,-dan,yang semuanya dikodekan oleh keluarga multigene. UntukSebagai contoh, sekuensing genom Arabidopsis menunjukkanbahwa jenis tanaman mengandung 112 UDP-glycosyltransferases([24,25]; http://www.p450.kvl.dk/UGT.shtml). Lebih dari 200 glikosida yang berbeda telahditemukan di anggur [26]. Banyak dari enzim hiliradalah regioselective atau regiospecific daripada substrat sangatkhusus [27,28 _ ,29-31]. Posisi enzimMetabolon pembentukan dan penyaluran metabolik pada al biosintesis produk alami Jørgensen et. 281www.sciencedirect.com Lancar Opini di Plant, Biologi 2005 8:280-291yang memiliki spesifisitas substrat yang luas hilirdilestarikan penting enzim awal tanaman metabolisme sekundermembuka kemungkinan produksi baru sekundersenyawa tanpa kembali restrukturisasi besar-enzimmelengkapi. Metabolik penyaluran dan pembentukan metabolonmemberikan kunci untuk menyelesaikan dan menghindari potensinegatif gangguan pada tanaman pembentukan produk alamibaik dengan spesifisitas substrat menyempit sebagai akibat dariperubahan konformasi pada mengikat atau karena mengikatke themetabolon mencegah akses ofunwanted substrat.Sebuah glikosil tunggal, metil-atau acyltransferase mungkin memiliki

kemampuan untuk mengikat metabolons berbeda. Dengan cara ini,kemungkinan spesifisitas substrat combinatorially didefinisikanmungkin menjelaskan bagaimana spesifisitas substrat yang diinginkandicapai dengan jumlah minimum enzim.Peran kemungkinan pembentukan metabolon dalam sintesisproduk tanaman sekunder telah menjadi titik diskusiselama bertahun-tahun, meskipun bukti pertama untuk terjadinyadari metabolons dalam metabolisme sekunderdiperoleh tiga dekade yang lalu di laboratorium Stafford[32] dan Conn [33,34] dalam studi tentang biosintesisphenylpropanoids dan glucosides sianogen. Dalamdekade terakhir, bukti eksperimental telahsangat diperkuat, terutama oleh penelitian flavonoidsintesis di laboratorium Winkels (Gambar 1; [35,36]). Theadanya metabolons di jalur yang berbeda adalahsekarang menjadi semakin jelas [36,37,38,39 __, 40_].Penelitian tentang pembentukan dan penyaluran metabolon metabolikdifokuskan pada biosintesis produk alami.Namun, pembentukan metabolon bisa saja hanya sebagaipenting dalam jalur katabolik.IsoprenoidnyaSitus sintesis bervariasi untuk kelas yang berbeda isoprenoidnya,dengan sterol dan seskuiterpen biasanya menjadidisintesis dalam sitosol, karotenoid, plastoquinonedan phylloquinone di plastida, ubiqinone di mitokondriadan karet partikel dalam vakuola khusus [41]. Dengan demikian,beberapa cabang mengarah ke jalur isoprenoidsintesis dan akumulasi struktural dan fungsionalbervariasi senyawa dalam kompartemen selular yang berbeda.Reaksi dikatalisis oleh membraneboundenzim 3-hydroxy-3-methylglutaryl-koenzim Areduktase (HMGR) adalah langkah pertama dalam berkomitmenmevalonate jalur biosintesis isoprenoid. Semua tanamandiperiksa mengandung beberapa isoform HMGR. Dalam Arabidopsiskotiledon, HMGR beberapa terletak di membransistem ER tetapi sebagian dominanditemukan dalam struktur vesikuler bulat yangterletak dalam sitoplasma dan dalam vakuola pusat.lokalisasi tertentu mungkin mengaktifkan isoform berbedaHMGR untuk menyalurkan peralihan ke isoprenoid spesifikkeluarga. Para sitoplasma dan intravacuolar vesikulerstruktur tampaknya berasal dari subdomain dariER [15,42 _]. Berbagai jenis HMGR-diperkayavesikula mungkin membawa set berbeda kegiatan enzimatik,memberikan dasar fisik untuk saluran metabolik yangsetiap mengkatalisis sintesis kelas isoprenoid spesifik

[42_].Baru pengetahuan tentang keuntungan dan kerugian dari rasa buahsenyawa dalam liar (Fragaria vesca) dan dibudidayakan (Fragariaananassa) strawberry baru-baru ini telah disediakan[43__]. Dalam stroberi dibudidayakan, profil terpenoid adalahdidominasi oleh linalool monoterpenoid dan seskuiterpena yangnerolidol, sedangkan ini absen dari liarstrawberry di mana mereka akan diganti dengan monoterpen olefindan myrtenyl asetat (Gambar 2). Gen yangencode nerolidol sintase (NES1), enzim bertanggung jawabuntuk sintesis linalool dan nerolidol di dibudidayakanstroberi diisolasi dan dinyatakan dalam Escherichia coli.Enzim NES1, yang absen dari spesies liar,linalool dihasilkan dan / atau nerolidol bila diaktifkan dengangeraniol difosfat dan / atau farnesyl difosfat, masing-masing.Perbandingan dengan SPN urutan yang diperoleh darispesies liar mengungkapkan bahwa NES1protein terpotong diyang amino-terminal, mengakibatkan kurangnya terminal-aminotransit peptida yang mengarahkan plastid impor. Dengan demikian,NES1 terakumulasi dalam sitosol, dimana terkenabaru dan lebih besar kolam substrat, sehingga yang efektifsintesis linalool dan nerolidol. Dalam strawberry dibudidayakan,pengkodean gen pinene sintase (PIN) berisistop prematur terjemahan kodon, yang disebabkan olehframe-shift mutasi, dan ini menyebabkan tidak adanya apinenedan b-myrcene, dan produk hilirmyrtenol dan myrtenyl asetat [43__]. Studi inidengan jelas menggambarkan bagaimana seluler kompartemensi pentingdalam mendefinisikan profil alami-produk.Alkaloidstruktur alkaloid bervariasi dari cukup sederhana untuk sangatkompleks. Ada bukti kuat bahwa langkah-langkah awaldalam sintesis polyamine diorganisir dalam sebuah metabolon [44].Pada awalnya, putresin diamina dibentuk oleh aksiornithine dekarboksilase. Spermidine kemudian berasal dariputresin dengan aksi sintase spermidine (SPDS).Produk akhir, spermine, dibentuk oleh lainaminopropil transfer reaksi yang dikatalisis oleh sperminesintase. Arabidopsis berisi dua isoform spermidinesintase (SPDS1 dan SPDS2) dan sebuah sperminesintase (SPMS) yang menunjukkan identitas urutan ke SPDS1dan SPDS2. SPMS telah diturunkan dari gen terbaruduplikasi gen SPMS-encoding leluhur. Heterodimersterdiri dari SPDS1-SPDS2 dan SPDS2-SPMSdibentuk pada Arabidopsis seperti yang ditunjukkan oleh berpasanganco-ekspresi protein epitop-tag dan immunoprecipitation

[44]. Kompleks protein merayakan misa yang dikisaran 700 kDa, menunjukkan bahwa aminopropiltransferases terjadi di metabolons in vivo.Dekade terakhir telah memberikan banyak molekul baruinformasi tentang biosintesis beberapa yang paling282 Fisiologi dan metabolismeLancar Opini di Plant, Biologi 2005 8:280-291 www.sciencedirect.comkompleks alkaloid, termasuk deskripsi semuaindividu langkah dalam konversi tirosin menjadi berberindan penjelasan sebagian besar langkah-langkah dalam morfinbiosintesis [45]. Alkaloid (S)-retikulinmerupakan titik cabang penting dalam sintesis alkaloidsubclass yang berbeda karena beberapa isoquinolinealkaloid dapat dibentuk dari senyawa ini, tergantungpada transformasi regio-atau stereospecific berikutnyayang terjadi ([45]; Gambar 3). laboratorium Kutchan telahmempelajari bagaimana proses diversifikasi yang sangat kompleksdiatur dalam opium poppy (Papaver somniferum)[46__]. Lokalisasi sel-spesifik dari lima kuncienzim dalam metabolisme grid telah ditetapkan dalamkapsul, batang dan akar jaringan. (R, S) -3 '-Hydroxy-Nmethylcoclaurine40-O-methyltransferase (4'OMT) mengkatalisispembentukan (S)-retikulin dan merupakan umumprekursor untuk kedua morphinan dan tetrahydrobenzylisoquinolinealkaloid. Enzim berberin jembatan (BBE)digunakan sebagai penanda spesifik untuk jalur sanguinarinesedangkan (R, S)-retikulin 7-O-methyltransferase(7OMT) menjabat sebagai penanda bagi jalur laudanine.Akhirnya, salutaridinol 7-O-asetiltransferase (Salat) danreduktase codeinone (COR) digunakan sebagai penanda untukmorfin jalur (Gambar 3). Immunolabeling studi dikapsul menunjukkan bahwa tahap awal morfinsintesis diawali oleh aksi tirosin / dopadekarboksilase, sehingga dalam pembentukan branchpoint yangintermediate (S)-retikulin dalam sel parenkim yangMetabolon pembentukan dan penyaluran metabolik pada al biosintesis produk alami Jørgensen et. 283Gambar 1FenilalaninCHS CHIF3H F3'HFenilalaninProanthocyanidinsAnthocyaninFenilalaninSitosol

SitosolSitosolIsoflavonoidsFenilalaninLumen ERLumen ERLumen ERLumen ERSitosolSyringylShikimic atau ligninquinic asamGuaiacylligninQuercetin(Flavonol)Kaempferol(Flavonol)MalonylCoAPAL *MalonylCoAMalonylCoALancar Opini di Biologi TanamanC4H4CL *CHS CHIF3H F3'HPAL *C4H4CL *CHS CHIPAL *C4H4CL *PAL *C4H4CL *DFRLDOXLARFLSFLS *BANHID

IFRIOMTIFS I2'HC3HCST atau COMTCQTCST atauCQTCCoAOMT CCRF5HCAD / SADOrganisasi jalur bercabang metabolisme fenilpropanoid dalam metabolons individu yang terpisah. Enzim yang berpartisipasi dalambeberapa cabang diperlihatkan dengan warna merah dan biru, sedangkan enzim yang dianggap unik untuk jalur spesifik yang ditampilkan dalam warna lain.Enzim yang diketahui untuk hadir sebagai beberapa isoform ditandai dengan sebuah asterix. The enzim sitokrom P450 ditunjukkan (C4H,p-coumaroyl-shikimate/quinate 30-hidroksilase [C3H], coniferaldehyde (ferulate) 5-hidroksilase [F5H], flavonoid 30-hidroksilase [F30H],flavanon-3b-hidroksilase [F3H], IFS dan isoflavon 20-hidroksilase [I20H]) semua protein membran-rentang, dan berpikir untuk memberikannukleasi situs atau perancah yang memungkinkan self-assembly dari subunit larut. BAN, BANYULS (anthocyanidin reduktase), CAD, cinnamyl-alkoholdehidrogenase; CCoAOMT, caffeoylCoA O-methyltransferase; CCR, cinnamoyl-CoA reductase, CHI, isomerase chalcone; CHS, chalconesintase; COMT, asam caffeic O acid/5-hydroxyferulic-methyltransferase; CQT, hydroxycinnamoyl-CoA hydroxycinnamoyltransferase D-quinate;CST, hydroxycinnamoyl-CoA: hydroxycinnamoyltransferase shikimate, DFR, dihydroflavonol 4-reduktase; FLS, sintasa flavonol;IFR, sintase 2-hydroxyisoflavanone; IOMT, 2-O-methyltransferase hydroxyisoflavanone; LAR, reduktase leucoanthocyanidin; LDOX,leucoanthocyanidin dioxygenase; SAD, dehidrogenase sinapylalcohol. Berdasarkan model Winkel [7__].www.sciencedirect.com Lancar Opini di Plant, Biologi 2005 8:280-291berhubungan dengan latisifer. Diversifikasi ke laudaninepembentukan berlangsung di sel parenkim yangdistal ke latisifer berada, sedangkan transformasi(S)-retikulin ke morfin tampaknya spasialterletak di parenkim yang mengelilingi latisifer, diSetidaknya sampai pembentukan salutaridinol 7-O-asetat.Hilir alkaloid seperti tebain dan codeinoneterakumulasi dalam vesikula di latex, menunjukkan bahwa setidaknyasalah satu intermediet harus diangkut darisekeliling sel parenkim ke latisifer. Yang terkenaltinggi jumlah morfin dan kodein yang menumpukdi latisifer dalam acara opium poppy bahwa fluks

meskipun jalur yang dapat efisien dan tinggi meskipuntergantung pada transportasi intermediet antara yang berbedajenis sel. Pemisahan perantara dalamtipe sel yang berbeda mungkin membantu untuk menghindari yang tidak diinginkan sekundermodifikasi (acetylations misalnya atau methylations) darialkaloid [46__]. Banyak dari O-metil transferaseurutan yang tercantum di database telah dijelaskan sebagaicaffeic asam O-methyltransferases, meskipun mereka dalam vivokompleks homodimeric atau heterodimeric mungkin menunjukkanaktivitas pada kelas yang berbeda dari substrat, termasukalkaloid [28_, 30,47]. Dengan demikian, efek negatif apapun yangHasil dari peningkatan kemampuan enzim yang telahtelah direkayasa oleh biokimia kombinatorial untuk mengkatalisasisekunder modifikasi produk alami mungkinmenetral oleh pemisahan spasial intermedietdan mengganggu aktivitas enzim pada tingkat sel.Sebuah contoh yang sangat baik penyaluran di tingkat selulardisediakan oleh organisasi spasial yang berbeda dari kuncienzim dalam grid enzim metabolisme yang mengakibatkansintesis morphinans berbeda dan tetrahydrobenzylisoquinolinekelas.PhenylpropanoidsSebuah kebanyakan dari berbagai jenis phenylpropanoids adalahdihasilkan dari fenilalanin, dengan amonia fenilalaninlyase (PAL) menjadi enzim dilakukan pertama dijalur tersebut. Dalam spesies tumbuhan yang paling, PAL dikode olehkeluarga multigene kecil [48,49]. Fungsi pentingisoform ini berbeda dapat ke saluran peralihanterhadap produksi kelas khusus284 Fisiologi dan metabolismeGambar 20OPPOHOHOPPOPPDibudidayakan: Fragaria ananassaGeranyl difosfat S-linaloolTPS(3S) - (Farnesyl E difosfat)-nerolidolSitokrom P450NADPH + O2 Asetil-KoATPS AATMg2 + / Mn2 +Mg2 + / Mn2 +

Mg2 + / Mn2 +TPS-pinene Myrtenol Myrtenyl asetatGeranyl difosfatKelimpahan50000400003000020000100006,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 WaktuMyrtenyl asetatLinaloolNerolidolWild: Fragaria vesca06,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 Waktu280002400020000160001200080004000-Myrcene-Phellandrene-Pinene-terpineol(A) (b)(C)Lancar Opini di Biologi TanamanCH2OCOCH3 CH2OHTerpenoid produksi di strawberry liar dan dibudidayakan. Terpenoida dideteksi dengan analisis GC-MS headspace buah-buahan matang. Reaksiyang dikatalisis oleh synthases terpena (TPS) dan acetyltransferases (AAT) membentuk linalool, nerolidol, seorang-pinene, myrtenol dan myrtenol asetatditampilkan. Dicetak ulang dengan izin dari Aharoni et al. [43__].Lancar Opini di Plant, Biologi 2005 8:280-291 www.sciencedirect.comphenylpropanoids diinginkan. Bukti yang tersedia untukdukungan organisasi spasial dan penyaluran baru-baru initelah ditinjau oleh Winkel [7__]. Tambahan buktipenyaluran intermediet antara isoform spesifikPAL dan sinamat 4-hidroksilase (C4H) telahtelah disediakan oleh laboratorium Dixon [39__] menggunakan transgeniktanaman tembakau mengekspresikan epitop-versi tagdua isoform PAL (PAL1 dan PAL2) dan C4H.subselular fraksinasi menunjukkan bahwa PAL1

isoform sebagian terikat membran dan sebagian larut,sedangkan PAL2 tampaknya harus dibatasi untuk sitosol.Setelah berlebih dari C4H, baik isoform mengikatfraksi membran. Hal ini menunjukkan C4H yang mungkin melayanisebagai situs nukleasi untuk mengikat dari PAL isoformdan bahwa PAL1 mengikat lebih kuat untuk C4H daripadaPAL2 [39__]. Co-lokalisasi PAL1 dan PAL2 denganC4H telah ditunjukkan oleh immunofluorescence dual-labelstudi [39__]. Perbedaan isoform PALsebelumnya telah ditetapkan fungsi utama dalamproantosianidin dan lignin biosintesis dalam gemetaraspen (Populus tremuloides) [50]. 4-Coumarate: KoA ligase(4CL), sebuah enzim kunci berikutnya dalam fenilpropanoidsintesis, juga terjadi sebagai isoform berbeda. Dalam Arabidopsis,isoform ini telah ditunjukkan untuk memiliki berbagaisubstrat preferensi dan pola ekspresi [51], denganisoform diberi satu fungsi utama dalam sintesis lignindan yang kedua dalam sintesis flavonoid [51]. Dengan demikian, sebagian besarenzim dalam metabolisme fenilpropanoid tampaknyadiatur dalam metabolons berbeda yang mungkin dibedakanoleh isoform (misalnya PAL atau 4CL) hadir,dan dengan sifat berpartisipasi hilirenzim. Sebuah ilustrasi skematik komposisimetabolons digambarkan dalam metabolisme fenilpropanoid adalahditunjukkan pada Gambar 1.Langkah 3-hidroksilasi misterius di biosintesis monolignolbaru-baru ini menunjukkan untuk melanjutkansetelah konversi awal dari SCoA ester p-coumaricmenjadi ester shikimate, quinate atau asam p-coumaric[52]. Penemuan ini telah memperkenalkan satu lagi lapisanMetabolon pembentukan dan penyaluran metabolik pada al biosintesis produk alami Jørgensen et. 285Gambar 3NCH3OHC H O 3HONCH3OHOC H O 3NCH3HOH

OCH3COO HH C 3 OH C 3NCH3HOHOH HC H O 3H C 3C H O 3NCH3 HOC H O 3HHOHONCH3 HOC H O 3HHOHONHHOHOHC H O 3NCH3 OC H O 3HHOH C 3O CH3NHOC H O 3OH76174 '7OMTBBE8Laudanine

Codeinone Codeine4'OMTSalutaridinolSalat(S)-ScoulerineSalutaridinol-7-O-asetatCOR(S)-Norcoclaurine (S) -3 '-Hydroxy-Nmethylcoclaurine(S)-retikulinLancar Opini di Biologi TanamanSkema penyajian biosintesis kodein, laudanine, dan (S)-scoulerine dari (S)-norcoclaurine di opium poppy. Jaringan selularlokalisasi dari enzim menunjukkan telah ditentukan eksperimental. Berdasarkan skema Kutchan dan rekan [46__].www.sciencedirect.com Lancar Opini di Plant, Biologi 2005 8:280-291kompleksitas monolignol sintesis dan mungkin mencerminkankebutuhan untuk menyalurkan intermediet terhadap lignan danlignin formasi di sepanjang cabang yang berbeda, seperti yang didugadifasilitasi oleh keterlibatan metabolon.Flavonoid dan isoflavonoidsDalam hal struktur, flavonoid didasarkan pada anthocyanidin yangkromofor tetapi dibagi menjadi berbedastruktur kelas berdasarkan keadaan oksidasimereka cincin heterosiklik pyran pusat. Adapun kelas-kelas lainproduk alami, perbedaan struktural yang ekstensifflavonoid tinggal di dekorasi sekunderchromophores core [35,53]. Studi penyalurandan metabolon pembentukan dalam sintesis tanaman sekunderproduk telah mendapatkan momentum dalam beberapa terakhirtahun sebagian besar berkat studi di kelompok riset Winkel'spada sintesis flavonoid [7__, 36]. Kelompok ini telah memperolehkuat dukungan untuk interaksi tertentu antara setidaknya satuEnzim sitokrom P450 dan beberapa enzim terlarut olehpenggunaan gabungan suite teknologi, termasuksistem dua-hibrida ragi, kromatografi afinitas,co-immunoprecipitation dan immunolocalization [38,54].Isoflavonoids terutama ditemukan pada tumbuhan polongan. Sepertiuntuk flavonoid, keragaman molekul isoflavonoidsmuncul dari dekorasi sekunder isoflavon dasarkerangka. Kerangka isoflavonoid berasal dari 40 -dihidroksilasi flavanon melalui aksi dari 2-hydroxyisoflavanonesintase (IFS) yang mengkatalisis sebuah hidroksilasipada posisi-2 C disertai dengan 1,2-arilmigrasi. isoflavon tersebut kemudian dibentuk oleh dehidrasi suatureaksi (Gambar 4). Dalam alfalfa (Medicago sativa),metilasi dari kelompok 40-hidroksi untuk membentuk penting

isoflavonoids, seperti medicarpin dan pisatin, telahberpendapat untuk melanjutkan dalam metabolon yang baik sebagai terpadubagian dari migrasi reaksi aril atau mungkin dalam suatu reaksi286 Fisiologi dan metabolismeGambar 4HO OOOHHMeo OOOHHO OOOHOH4 '7 2HO OOOH74 'HO OOOHOmeHO OOOme4 'HO OHO Ome3HO OOOmeHH6a11a39OOOH

HOOMeo6a11a3IsoformononetinD70MT(2S)-Liquiritigenin(Flavanon)IFS(2R, 3S) -2,7,4 '-Trihydroxyisoflavanone(2-HYDROXYISOFLAVANONE)HIDDaidzein(ISOFLAVON)H14'OMTHID2,7-dihidroksi-4 '-MethoxyisoflavanoneFormononetin(ISOFLAVON)PHYTOALEXINS(6aR, 11aR )-(-)- Medicarpin(6aR, 11aR )-(+)- Pisatin(3R )-(-)- VestitolLancar Opini di Biologi TanamanBiosintesis isoflavonoids O-alkohol di licorice. IOMT, 2-O-methyltransferase hydroxyisoflavanone. Berdasarkan skema et al Akashi. [56__].Lancar Opini di Plant, Biologi 2005 8:280-291 www.sciencedirect.comyang melibatkan antara sementara belum-teridentifikasi.Atau, pengikatan methyltransferase daidzein 7-O-(D7OMT) ke metabolon itu didugamengubah spesifisitas dari 7-methyltransferase O-ke40-methyltransferase [55]. Hipotesa ini kemudiantelah ditantang oleh isolasi dari cDNAklon dari akar manis (Glycyrrhiza echinata) dan Lotus japonicusbahwa encode 40 2,7,40-trihidroksiisoflavon-Omethyltransferase(HI40OMT), dan dengan demonstrasikehadiran cDNA homolog dalam kacang lainnya[56__]. Sebuah dehydratase 2-hydroxyisoflavanone (HID) yangmengkonversi 2-hydroxyisoflavanone ke isoflavon memilikibaru-baru ini telah diisolasi dan terbukti milik besarkeluarga carboxyesterase [57]. Ini adalah satu lagi menarikcontoh perekrutan enzim dari

utama metabolisme ke fungsi dalam metabolisme sekunder.Hubungan metabolon dari HI40OMT danHID masih harus diselidiki.Sianogen glucosidesBiosintesis dari glukosida sianogen tirosin yang diturunkan daridhurrin di sorgum (Sorghum bicolour) dikatalisisoleh dua sitokrom P450 multifungsi, dinotasikanCYP79A1 dan CYP71E1, dan oleh sebuah glukosiltransferase 1 Keluarga UDP-,dinotasikan UGT85B1 [16,19,27,40 _, 58]. Dalamvitro eksperimen melibatkan administrasi simultanintermediet radiolabeled ganda menunjukkan bahwajalur dhurrin sangat disalurkan [33,34]. Transgeniktanaman mengekspresikan protein fusi antarabiosintesis enzim dan varian spektral green fluorescentprotein, yang dipantau oleh laser confocalpemindaian mikroskopi (CLSM), menunjukkan bahwametabolon yang melibatkan enzim ini memang dibentukdan terletak di domain yang berbeda dari [, 7__ 40_] ER.Evolusi dari metabolon untuk sintesis dhurrintampaknya menjadi penting untuk memastikan konversi cepatdari p-hydroxymandelonitrile beracun antara sebesarUGT85B1 untuk mencegah pemisahan yang menjadi hidrogensianida dan p-hydroxybenzaldehyde. Mekanismeyang memungkinkan pengikatan UGT85B1 ke sebuah metabolonsekarang sedang diselidiki oleh pemodelan molekuler dansite-directed mutagenesis (K Thorsøe et al, pers.. comm.).Pengalihan jalur fluks seluruh tinggi untuk dhurrinformasi dari sorgum untuk Arabidopsis oleh rekayasa genetikaberlangsung pada dasarnya tanpa efek tidak disengajapada [59_] metabolome dan Transkriptome (; Angka 5dan 6). Hal ini menunjukkan bahwa enkapsulasi efektifintermediet beracun oleh pembentukan metabolon jugadicapai setelah ekspresi heterolog dalam suatu spesies tanamanyang tidak akan secara alami menghasilkan kelas yang samaproduk alami [58,59 _]. Penyisipan dari suatu yang tidak lengkapjalur (yakni dari CYP79A1 dan CYP71E1) mengakibatkantanaman kerdil, perubahan Transkriptome, akumulasidari glucosides baru banyak berasal dari detoksifikasidari perantara dalam jalur dhurrin, dan kerugiandari protectants UV Brassicaceae-spesifik glukosa sinapoyldan malat sinapoyl [58,59 _]. Ketika memperkenalkansecara terpisah ke Arabidopsis, CYP79A1 mampu membangunsangat efisien interaksi dengan hilir glukosinolat-memproduksi enzim, mungkin dengan berpartisipasidalam metabolon baru yang mengakibatkan akumulasisejumlah besar p-hydroxybenzylglucosinolate di Arabidopsis

[60] dan dengan demikian mengubah keseluruhan glukosinolatprofil Arabidopsis ([59_, 61]; Gambar 5).Kemungkinan mengalihkan L-tirosin ke glukosinolat dalamatau sianogen glukosida jalur tanpa kehilangankebugaran tanaman [58,62] menunjukkan adanya imanenrute untuk pengangkutan dan penyimpanan kelas baruproduk alami yang diperkenalkan ke dalam tanaman oleh genetikteknik, dan kemampuan melekat untuk mengarahkan dan mengoptimalkanfluks intermediet untuk melawan ketidakseimbangan dalamprimer dan sekunder metabolisme [40_, 63]. Kemampuanuntuk mengakomodasi perubahan tingkat peralihan tergantung,Namun, pada jenis pembicaraan metabolisme cross-diperkenalkan.Dalam Arabidopsis, oximes tryptophan yang diturunkan adalah intermediet kuncibaik dalam pembentukan phytohormone yangindol asetat asam dan sintesis glucosinolate.CYP83A1 dan CYP83B1 adalah enzim bertanggung jawab untukMetabolon pembentukan dan penyaluran metabolik pada al biosintesis produk alami Jørgensen et. 287Gambar 5HOCOOHNH2HONOHHOOHCNHOOCN OHOOHOHHORCOOHNH2RNHORNHOSHR

NHOSRNHOS OHOOHOHHORNOS OHOOHOH-O3S HOUGT85B1UGT74B1SulfotransferaseCYP79A1CYP71E1Z-p-hydroxyphenylacetaldoximep-hydroxymandelonitrileDhurrin(Cyanogenicglucoside)CYP79sCYP83sC-Slyase(SUR1)GlucosinolateTirosinSisteinBiosintesis glucosinolate di Arabidopsis transgenik ke dalam manajalur sorgum yang diturunkan untuk sintesis dari sianogendhurrin glukosida telah dimasukkan. Panah putus-putus menunjukkanmetabolik crosstalk. Dicetak ulang dengan izin dari Kristensen dkk.[59_]. SUR1, SUPERROOT1.www.sciencedirect.com Lancar Opini di Plant, Biologi 2005 8:280-291mengkonversi oximes ke thiohydroximates [20,23,63,64]dan UGT74B1 [65] mengkatalisis konversi thiohydroximateske desulfoglucosinolates. KO inimengganggu aktivitas enzim homeostasis auksin dan hasildi fenotipe yang mengingatkan yang disebabkan oleh

auksin overproduksi. Dengan demikian, penyaluran tryptophanderivedintermediet ke alam-produk sintesismungkin melayani fungsi penting dalam menjaga keseimbangan primermetabolisme [20,23,64]. Anehnya, gangguan oximemempengaruhi metabolisme metabolisme fenilpropanoid dankomposisi monomer lignin [66]. L-tryptophan akumulasibahwa hasil dari penyumbatan alam-produksintesis ini juga memungkinkan, seperti yang diamati dalam sistem gugur gandamutan dalam Arabidopsis bahwa kekurangan triptofan-metabolismeenzim CYP79B2 dan CYP79B3 [67]. Sepertitanaman benar-benar kurang glucosinolate indole-berasal.Dengan demikian, akumulasi bebas-tryptophan L tidakbelum tentu mengganggu homeostasis auksin. Baru-baru ini, yangMYB transkripsi faktor DIUBAH tryptophanPERATURAN (ATR1) telah ditunjukkan untuk mengontrolindol glukosinolat homeostasis dengan mengatur transkriptingkat gen-sintesis tryptophan danCYP79B2/CYP79B3 dan CYP83B1 dari glukosinolat indolsintesis [68_]. Kemungkinan besar, ATR1 juga akan berubahkeluar untuk mengatur kadar transkrip UGT74B1.Kesimpulan dan perspektifPengenalan target ciri-ciri baru dengan rekayasa genetik,dimungkinkan oleh pengetahuan biokimia padatpenyaluran metabolisme dan pembentukan metabolon, menawarkankesempatan untuk menghasilkan kultivar yang telah diperbaikisifat kesehatan gizi, bermanfaat dan agronomiyang benar-benar mengikuti prinsip kesetaraan substansial(Yaitu makanan harus dianggap sebagai seaman nyacounterpart konvensional dan penilaian keselamatan harusfokus pada perbedaan ditetapkan diperkenalkan). Rasanyakemungkinan besar bahwa sintesis struktur dasarproduk alami yang difasilitasi oleh pembentukan metabolon.Tergantung pada jenis sel, tahap perkembangan dankehadiran abiotik atau cekaman biotik, enzim tambahanyang memiliki spesifisitas substrat yang luas mungkin melekat padametabolons dasar untuk mencegah akses umum untuk aktifsitus dan untuk mengamankan diinginkan modifikasi tertentu. Dalam hal inicara, sel dapat mempertahankan potensikhusus menghiasi array besar produk alamitanpa harus menghasilkan enzim yang terpisah untuk masing-masingreaksi. Pada saat yang sama, pengaturan ini memberikanreservoir kegiatan tambahan yang mungkin mudahdipilih karena jika mereka merupakan keuntungan evolusi.Kombinatorial kimia sekarang banyak digunakan dalam kimiasintesis. Tapi tanaman menciptakan jutaan dari pendekatan initahun yang lalu untuk memastikan pertumbuhan, perkembangan dan kelangsungan hidup di

lingkungan yang memaksakan banyak tantangan.Untungnya, berbagai teknologi canggih barutersedia untuk studi pembentukan metabolon. Modernbentuk mikroskop, seperti laser confocal scanning mikroskop(CLSM), mungkin memungkinkan pencitraan langsung meta-288 Fisiologi dan metabolismeGambar 6Wt1x2x3x0.20.40.60.80.20.40.60.80.20.40.60.80.20.40.60.85 10 15 20 25 5 10 15 20 25 30 30 MNI MNI2462462462467 8 9 121212 14131212

12141312121214 13512121214 13612121214 1317 15 16121212141317 15 1678912121214137 83 4 951 1111 2 101015 161214 135 1712126(A) (b) (c) TICEIC 309

EIC 316EIC 323EIC 334EIC 337EIC 363EIC 368EIC 409EIC 485EIC 601EIC 617EIC 763Intens.x106 Intens.x106Perbandingan morfologi tanaman dan komposisi metabolit di Arabidopsis wildtype dan garis Arabidopsis transgenik mengekspresikan seluruhjalur untuk sintesis dhurrin atau bagian darinya. Tanaman sorgum mengekspresikan CYP79A1 ditujukan 1x, tanaman mengekspresikan CYP79A1 ditambahCYP71E1 ditujukan 2x, sedangkan tanaman mengekspresikan seluruh jalur (CYP79A1, CYP71E1 dan UGT85B1) ditujukan 3x.(A) fenotipe morfologi dan (b) profil metabolit sebagaimana yang diawasi oleh (i) ion arus total (TIC) jejak dan (ii) diekstraksi ion kromatogram(EIC). 1: p-glucosyloxy benzylglucose; 2: phenylmethanol p-glucosyloxy; 3: asam benzoid p-glucosyloxy; 4: phenylethanol p-glucosyloxy;glukosa p-hydroxybenzoyl; 6:: 5 dhurrin; 7: p-hydroxybenzylglucosinolate; 8: p hydroxybenzylglucosinolate-desulfo; 13: sinapoyl malat;14: sinapoyl glukosa; 15: kaempferol-3-O-glukosida-7-O-ramnosida; 16: kaempferol-3-O-ramnosida-7-O-ramnosida; 17: kaempferol-3-O-[Rhamnosyl (1-2) glukosida]-7-ramnosida O-; 9-12: senyawa diketahui. Dicetak ulang dengan izin dari Kristensen dkk. [59_].Lancar Opini di Plant, Biologi 2005 8:280-291 www.sciencedirect.combolons pada ekspresi stabil atau transient dari targetprotein sebagai protein fluorescent-fusion atau sebagai imunologistag protein [39__, 40_]. Langsung visualisasimetabolons, yang memungkinkan penilaian formasi mereka denganberurutan penggabungan komponen polipeptida, dapatsekarang dicapai dengan kekuatan atom mikroskopi [69]. Molekulerpendekatan yang didasarkan pada sistem dua-hibrida[38,44] atau co-immunoprecipitation dari epitop-protein taguntuk mengidentifikasi komponen polipeptida metabolonstelah memberikan banyak informasi baru [38]. Metodologi Baruseperti penggunaan Blue elektroforesis gel asli(BN-PAGE) memungkinkan isolasi dan karakterisasimetabolons di mana kepatuhan antara yang berbedasubunit isweak [70]. lain prosedur isolasi yang efektifadalah tandem pemurnian afinitas [71]. Selanjutnya, metabolonmassa dan komposisi polipeptida dapat dinilaidengan spektrometri massa [72]. Dalam kombinasi dengan permukaan

plasmon spektroskopi resonansi, metodologi inimenawarkan kemungkinan yang unik untuk menentukan asosiasidan konstanta disosiasi kompleks. Seperti studimungkin akan diperluas lebih lanjut oleh rekonstitusi metabolonspada cakram nano [73,74]. Therole ofmicrotubules inthepenyaluran metabolik metabolisme tanaman sekunder adalahmenjadi lebih dan lebih jelas. Proteomika pendekatan untukmengidentifikasi protein tubulin-mengikat yang telah dimurnikandengan kromatografi afinitas tubulin dan cosedimentation mikro tubulustes sekarang telah didirikan [10__] danakan memfasilitasi penelitian dalam bidang ini.Mengungkap mekanisme yang mengontrol pembentukan metabolondi alam-produk sintesis akan secara dramatismeningkatkan potensi rekayasa metabolik yang ditargetkan.Jika kita memenuhi tantangan ilmiah, kita akan telah merancangrute untuk memungkinkan produksi efektif berhargaobat obat-obatan pada tanaman dan untuk kembali model tanaman tanamanmasa depan. Kami yakin bahwa banyak didedikasikanilmuwan yang bekerja dalam bidang ini akan memenuhitantangan, dan bahwa beberapa yang paling spektakuler ilmiahpenemuan dalam sepuluh tahun ke depan akan menjadidalam sintesis alami-produk tanaman.Ucapan Terima KasihDukungan dari Yayasan Riset Nasional Denmark, The DenmarkDewan Riset Teknologi dan Produksi, dan Marie Uni EropaCurie Program ini sangatlah.Referensi dan dianjurkan membacaMakalah kepentingan tertentu, yang diterbitkan dalam periode tahunanreview, telah disorot sebagai:_ Minat khusus__ Dari bunga yang1. Banik U, Zhu D, Miles E: The sintase triptofan a2b2kompleks: kinetik penelitian dengan enzim mutan (b k87t) untukmemberikan bukti untuk aktivasi alosterik oleh sebuah aminoacrylatemenengah. Biokimia 1995, 34:12704-12711.2. Petersson G: Tidak ada bukti yang meyakinkan yang tersedia untukpenyaluran metabolit antara enzim-enzim membentuk dinamiskompleks. Theor J Biol 1991, 152:65-69.3. Wu XM, H Gutfreund, Lakatos S, PB Chock: Substratpenyaluran dalam glikolisis: fenomena hantu.Proc Natl Acad Sci USA 1991, 88:497-501.4._Ro DK, Douglas CJ: Rekonstitusi dari entry point tanamanfenilpropanoid metabolisme dalam ragi (Saccharomycescerevisiae). J Biol Chem 2004, 279:2600-2607.

Para penulis menunjukkan bahwa fluks karbon efisien dari fenilalanin kep-coumarate melalui reaksi yang dikatalisis oleh PAL dan C4H tidakmemerlukan pembentukan metabolon dalam ragi. Penelitian ini berfungsi untuk menekankan bahwaefisien tinggi-flux jalur dapat dilanjutkan tanpa penyaluran metabolisme.5. MJI Paine, NS Scrutton, Munro AW, Gutierrez A, Roberts GCK,Wolf CR: Mitra Transfer elektron dari sitokrom P450. DalamSitokrom P450: Struktur, Mekanisme dan Biokimia, 3edisi. Diedit oleh Ortiz PR Montellano de. Kluwer Akademik /Penerbit pleno; 2005:115-148.6.__Degenring D, Ro · M hl, Uhrmacher AM: Diskrit acara, multi-levelsimulasi penyaluran metabolit. Biosystems 2004,75:29-41.Para penulis menggambarkan pendekatan yang sangat baik untuk pemodelan statis dandinamis metabolik penyaluran. Dalam pendekatan ini, enzim tunggaldidefinisikan sebagai model terpisah kejadian diskrit, dengan negara-negara individu danevent-memicu perubahan. Interaksi dinamis dalam sitosol adalah superimposedpada model ini diskrit.7.__Winkel BSJ: Metabolik penyaluran pada tumbuhan. Annu Rev Plant Biol2004, 55:85-107.Yang sangat baik pada penyaluran metabolik primer dan sekundermetabolisme. Para penulis meringkas kemajuan dalam empat sistem yaitusistein sintase kompleks, siklus Calvin, glukosida sianogensintesis dan jalur fenilpropanoid.8. Penyanyi SJ, Nicolson GL: Model mosaik fluida strukturmembran sel. Ilmu 1972, 175:720-731.9. Zajchowski LD, Robbins SM: rakit lipid dan gua kecil.Eur J Biochem 2002, 269:737-752.10.__Chuong SDX, AG Bagus, Taylor GJ, MC Freeman, GBG Moorhead,Muench DG: identifikasi skala besar-tubulin-mengikatprotein memberikan wawasan tentang perdagangan subselular, metabolikpenyaluran dan sinyal dalam sel tanaman. Mol Cell Proteomika2004, 3:970-983.Karya ini merupakan identifikasi proteomika perintis besar-besaraneukariotik sitoskeleton-mengikat protein, dan menyediakan pentingplatform dari mana untuk mendapatkan wawasan lebih lanjut tentang perdagangan subselulardan penyaluran metabolik pada tumbuhan11. Simpson-Holley M, D, Fisher D, Elton D, McCauley J Ellis,Digard P: Adanya hubungan fungsional antara sitoskeleton aktindan lipid rakit selama tunas dari virion influenza filamen.

Virologi 2002, 301:212-225.12. Srere PA: Kompleks enzim metabolisme berurutan.Annu Rev Biochem 1987, 56:89-124.13. Srere PA: makromolekul interaksi: melacak akar.Tren Biochem Sci 2000, 25:150-153.14._Ovadi J, Saks V: Pada asal intraselularkompartemensi dan sistem metabolisme terorganisir.Mol Cell Biochem 2004, 256:5-12.Suatu tinjauan sangat informatif pada pengembangan gagasan dan penelitian tentangterorganisir sistem metabolisme dan microcompartments dalam sel.15. Surpin M, Raikhel N: Lalu Lintas kemacetan mempengaruhi perkembangan tanaman dansinyal transduksi. Nat Rev Biol 2004, 5:100-110 Mol Cell.16. Sibbesen O, B Koch, BA Halkier, BL Moller: Isolasi dariheme-tiolat enzim sitokrom P-450TYR, yang mengkatalisislangkah yang dilakukan dalam biosintesis dari sianogenglukosida dhurrin di Sorghum bicolor (L.) Moench. Proc NatlAcad Sci USA 1994, 91:9740-9744.17. Kutchan TM: biosintesis alkaloid - dasar metabolikrekayasa tanaman obat. Plant Cell 1995, 7:1059-1079.18. Wittstock U, Halkier BA: glukosinolat penelitian diArabidopsis era. Tren Tanaman Sci 2002, 7:263-270.19. Bak S, RA Kahn, HL Nielsen, BL Möller, BA Halkier: Kloningtiga tipe A sitokrom P450, CYP71E1, CYP98, dan CYP99dari Sorghum bicolor (L.) Moench dengan pendekatan PCR danidentifikasi oleh ekspresi di Escherichia coli dari CYP71E1 sebagaiMetabolon pembentukan dan penyaluran metabolik pada al biosintesis produk alami Jørgensen et. 289www.sciencedirect.com Lancar Opini di Plant, Biologi 2005 8:280-291sebuah P450 multifungsi sitokrom dalam biosintesa tersebutdari dhurrin glukosida sianogen. Plant Mol Biol 1998,36:393-405.20. Bak S, FE Pajak, KA Feldmann, DW Galbraith, R Feyereisen:CYP83B1, sebuah P450 sitokrom pada titik cabang metabolikauksin dan biosintesis glukosinolat indole di Arabidopsis.Plant Cell 2001, 13:101-111.21. Irmler S, Schro ¨ G der, St-Pierre B, Crouch NP, M Hotze, Schmidt J,Strack D, Metern U, Schro ¨ der J: Indole alkaloid biosintesis diCatharanthus roseus: aktivitas enzim baru dan identifikasidari sitokrom P450 CYP72A1 sebagai sintase secologanin.Tanaman 2000 J, 24:797-804.22. Carter OA, RJ Peters, Croteau R: monoterpene biosintesisjalur konstruksi di Escherichia coli. Fitokimia 2003,64:425-433.23. Hansen CH, Du L, P Naur, CE Olsen, KB Axelsen, Hick AJ,

JA Pickett, Halkier BA: CYP83B1 adalah oxime-metabolismeenzim dalam jalur glukosinolat di Arabidopsis.J Biol Chem 2001, 276:24790-24796.24. Paquette S, Moller BL, Bak S: Pada asal keluarga 1 tanamanglycosyltransferases. Fitokimia 2003, 62:399-413.25. Li Y, Baldauf S, Lim EK, Bowles DJ: Phylogenetic AnalisisUDP-glycosyltransferase multigene keluarga Arabidopsisthaliana. J Biol Chem 2001, 276:4338-4343.26. Sefton MA: Bebas dan terikat metabolit sekunder volatileVitis vinifera cv anggur. Sauvignon blanc. J Food Sci 1994,59:142-147.27. Jones PR, Moller BL, Høj PB: The UDP-glukosa: phydroxymandelonitrile-O-glukosiltransferase yang mengkatalisislangkah terakhir dalam sintesis dari dhurrin glukosida sianogendi bicolor Sorghum. J Biol Chem 1999, 274:35483-35491.28._Kota P, Guo D, Zubieta C, Noel J, Dixon RA: O-Metilasi daribenzaldehida turunan asam caffeic 'lignin spesifik' oleh3-O-methyltransferase. Fitokimia 2004, 65:837-846.Studi ini menunjukkan bahwa asam 3 caffeic-O-methyltransferase mungkinmemiliki peran ganda dalam metabolisme fenilpropanoid dan dapat digunakan dalamrekayasa metabolik dari kedua-lignin dan benzaldehida yang diturunkan darirasa.29. Chau MD, K Walker, R Long, R Croteau: Regioselectivity daritaxoid-O-acetyltransferases: ekspresi heterolog dankarakterisasi dari-taxadien baru 5a-Oacetyltransferase ol-.Arch Biochem Biophys 2004, 430:237-246.30. Frick S, Ounaroon A, Kutchan TM: biokimia Kombinatorialpada tanaman: kasus O-methyltransferases. Fitokimia2001, 56:1-4.31. KS Hansen, C Kristensen, DB Tattersall, PR Jones, CE Olsen,Bak S, Moller BL: The di regiospecificity vitro substratrekombinan UGT85B1, yang glukosiltransferase cyanohydrindari bicolor Sorghum. Fitokimia 2003, 64:143-151.32. Stafford HA: kompleks multienzim Kemungkinan mengaturpembentukan senyawa fenolik C6-C3 dan lignins dalam lebih tinggitanaman. Adv terbaru Phytochem 1974, 8:53-79.33. Moller BL, Conn EE: The biosintesis glucosides sianogenpada tumbuhan tingkat tinggi: penyaluran perantara dalam dhurrinbiosintesis oleh sistem mikrosoma dari Sorgum bicolor(Linn) Moench. J Biol Chem 1980, 255:3049-3056.34. Conn EE, McFarlane IJ, BL Möller, M Shimada: Penyaluranintermediet selama biosintesis sianogenglucosides. Dalam Peraturan Produk Sekunder dan TumbuhanHormon Metabolisme, vol 55. Diedit oleh M Luckner,

Schreiber K. Pergamon Press; 1979:63-71.35. Winkel-Shirley B: biosintesis flavonoid: model warna-warni untukgenetika, biokimia, sel biologi dan bioteknologi. TanamanPhysiol 2001, 126:485-493.36. Winkel-Shirley B: Bukti untuk kompleks enzim dalamfenilpropanoid dan flavonoid jalur. Plant Physiol 1999,107:142-149.37. Rasmussen S, Dixon RA: transgen-mediated dan elicitorinducedperturbasi penyaluran metabolik pada entrititik ke dalam jalur fenilpropanoid. Plant Cell 1999,11:1537-1551.38. Burbulis IE, Winkel-Shirley B: Interaksi antara enzim dariyang Arabidopsis flavonoid jalur biosintetik.Proc Natl Acad Sci USA 1999, 96:12929-12934.39.__Achnine L, EB Blancaflor, S Rasmussen, RA Dixon: ColocalizationL-phenylalanine-lyase amonia dan sinamat4-hydrozylase untuk menyalurkan metabolik pada fenilpropanoidbiosintesis. Plant Cell 2004, 16:3098-3109.Makalah ini menunjukkan penyaluran peralihan antara spesifikisoform PAL dan C4H menggunakan tanaman tembakau transgenik yangepitop disajikan-tag versi dari isoform.40._Nielsen KA, Moller BL: sitokrom P450s pada tumbuhan. DalamSitokrom P450: Struktur, Mekanisme, dan Biokimia.Diedit oleh Ortiz de Montellano. P. Kluwer Academic / PlenumPenerbit; 2005:553-583.Kajian ini memberikan ikhtisar tentang P450s sitokrom tanaman dan merekaketerlibatan dalam penyaluran glukosida sianogen dan benzoxazoidsintesis. review ini juga memberikan contoh-contoh interaksi antaraprimer dan sekunder metabolisme.41. McGarvey DJ, Croteau R: Terpenoid metabolisme.Plant Cell. 1995, 7:1015-1026.42._Leivar P, Gonza 'les VM, S Castel, RN Trelease, Lo' C Pez-Iglesias,Arro 'M, Boronat A, Campos N, Ferrer A, Ferna `ndez-Busquets X:Subselular lokalisasi Arabidopsis 3-hydroxy-3-methylglutaryl-koenzim A reduktase. Plant Physiol 2005,137:57-69.Para penulis menunjukkan bahwa isoform dari membran yang terikatenzim 3-hydroxy-3-methylglutaryl-koenzim A reduktase dilokalisasidalam berbagai jenis vesikel yang melakukan aktivitas enzimatik yang berbeda,dan dengan demikian memberikan dasar fisik untuk penyaluran isoprenoid

sintesis.43.__Aharoni A, Giri AP, FWA Verstappen, CM Bertea, R Sevenier,Sun Z, Jongsma MA, W Schwab, H Bouwmeester: Keuntungan danhilangnya rasa buah senyawa yang dihasilkan oleh liar dandibudidayakan spesies stroberi. Plant Cell 2004,16:3110-3131.Tulisan ini menunjukkan bagaimana perubahan sederhana dalam penargetan enzim darikloroplas untuk hasil sitosol dalam profil yang berbeda volatileisoprenoidnya di strawberry liar dan dibudidayakan.44. Panicot M, Minguet EG, Ferrando A, Alcazar R, Bla 'MA zquez,Carbonell J, T Altabella, Koncz C, Tiburcio AF: polyamine Ametabolon melibatkan kompleks transferase aminopropil diArabidopsis. Plant Cell 2002, 14:2539-2551.45. Ounaroon A, G Decker, Schmidt J, Lottspeich F, Kutchan TM:(R, S)-retikulin 7-O-methyltransferase dan (R, S) -norcoclaurine 6-O-methyltransferase dari Papaver somniferum- Kloning cDNA dan karakterisasi transfer metilenzim biosintesis alkaloid dalam opium poppy.Plant Cell 2003, 36:808-819.46.__Weid M, Ziegler J, Kutchan TM: Peranan lateks danbundel vaskuler dalam biosintesa morfin dalam opium poppy,Papaver somniferum. Proc Natl Acad Sci USA 2004, 101:13957 -13962.Makalah ini melaporkan hasil lokalisasi sel-spesifik enzim kunci yangmewakili berbagai cabang sintesis alkaloid dalam opium poppy. Inimenyediakan platform yang kuat dari yang untuk mendapatkan wawasan tentang bagaimana metabolikpenyaluran dan menghindari yang tidak diinginkan bicara lintas mungkin bisa dicapaioleh distribusi diferensial spasial.47. Frick S, Kutchan TM: Molekul kloning dan fungsionalekspresi O-methyltransferases umum isoquinolinedan fenilpropanoid biosintesis alkaloid. Tanaman 1999 J,17:329-339.48. Wanner LA, G Li, Ware D, Somssich IE, Davis KR: Thefenilalanin amonia-lyase gen keluarga di Arabidopsisthaliana. Plant Mol Biol 1995, 27:327-338.49. Cramer CL, Edwards K, M Dron, Liang X, Dildine SL, GP Bolwell,RA Dixon, CJ Lamb, Schuch W: Fenilalanin amonia-lyaseorganisasi dan struktur gen. Plant Mol Biol 1989,12:367-383.50. Kao YY, Harding SA, Tsai CJ: ekspresi diferensial dari duaberbeda fenilalanin amonia-lyase gen dalam pekat

290 Fisiologi dan metabolismeLancar Opini di Plant, Biologi 2005 8:280-291 www.sciencedirect.comtanin-mengumpulkan dan lignifying sel-sel gemetar aspen.Plant Physiol 2002, 130:796-807.51. Ehlting J, Büttner D, Wang Q, Douglas CJ, IE Somssich, KombrinkE: Tiga 4-coumarate: koenzim A ligases di Arabidopsisthaliana merupakan evolusi dua kelas berbeda dalamangiosperma. Tanaman 1999 J, 19:9-20.52. Schoch G, S Goepfert, M Morant, Hehn A, Meyer D, P Ullmann,Werck-Reihhart D: CYP98A3 dari Arabidopsis thaliana adalah 30 -hidroksilase ester fenol, link yang hilang difenilpropanoid jalur. J Biol Chem 2001, 276:36566-36574.53. Winkel-Shirley B: Dibutuhkan kebun. Bagaimana bekerja pada tanaman yang beragamspesies telah memberikan kontribusi untuk memahami flavonoidmetabolisme. Plant Physiol 2001, 127:1399-1404.54. Saslowsky D, Winkel-Shirley B: Lokalisasi flavonoidenzim pada akar Arabidopsis. Tanaman 2001 J, 27:37-48.55. Liu CJ, Dixon RA: elisitor-diinduksi asosiasi Omethyltransferase isoflavondengan endomembranes mencegahformasi dan 7-O-metilasi dari daizein selama isoflavonoidphytoalexin biosintesis. Plant Cell 2001, 13:2643-2658.56.__Akashi T, Sawada Y, Shimada N, Sakurai N, T Aoki, Si Ayabe:cDNA kloning dan karakterisasi biokimia Sadenosyl-L-metionin :2,7,40-trihydroxyisoflavanone 40-Omethyltransferase,enzim kritis legum yangisoflavonoid phytoalexin jalur. Plant Cell Physiol 2003,44:103-112.Tulisan ini memberikan identifikasi jelas dari 4OMT dalamphytoalexin jalur isoflavonoid dan, bersama dengan [74], melengkapiidentifikasi enzim inti dari legum-spesifik 5-deoksi isoflavonoidjalur. Dengan demikian memberikan dasar untuk studi rincimetabolon formasi di cabang metabolisme flavonoid.57. Akashi T, T Aoki, Ayabe Si: Molekuler dan biokimiakarakterisasi dehydratase 2-hydroxyisoflavanone.Keterlibatan protein carboxylesterase-seperti di polonganbiosintesis isoflavon. Plant Physiol 2005, 137:1-10.58. Tattersall BD, S Bak, PR Jones, CE Olsen, JK Nielsen, ML Hansen,Høj PB, Moller BL: Resistensi terhadap herbivora yang melaluirekayasa sintesis glukosida sianogen. Sains 2001,293:1826-1828.59._Kristensen C, M Morant, CE Olsen, CT Ekstrom, Galbraith D,Moller BL, Bak S: rekayasa metabolik dhurrin di

transgenik Arabidopsis tanaman dengan marjinal tidak disengajaefek pada metabolome dan Transkriptome. Proc Natl AcadSci USA 2005, 102:1779-1784.Pembentukan metabolon dhurrin membuat mungkin untuk transferseluruh jalur untuk fromsorghum dhurrin formasi untuk Arabidopsis, hampirtanpa efek sengaja pada Transkriptome Arabidopsis dan metabolome.Karya ini mendasari pentingnya pemahaman metabolikpenyaluran dalam mempertahankan kesetaraan substansial dalam tanaman transgenik.60. Bak S, M Olsen, Petersen BL, BL Möller, BA Halkier: Metabolikrekayasa p-hydroxybenzylglucosinolate di Arabidopsisoleh ekspresi CYP79A1 sianogen dari Sorgumbicolour. Tanaman 1999 J, 20:663-671.61. Pedersen BL, E asson Andre ', Bak S, Agerbirk N, Halkier BA:Karakterisasi Arabidopsis thaliana transgenik denganmetabolik rekayasa tingkat tinggi phydroxybenzylglucosinolate.Planta 2001, 212:612-618.62. Mikkelsen MD, Pedersen BL, CE Olsen, BA Halkier: Biosintesisdan metabolik rekayasa glucosinolate. Asam Amino2002, 22:279-295.63. Bak S, Feyereisen R: Keterlibatan dua enzim P450,CYP83B1 dan CYP83A1, dalam homeostasis auksin danglukosinolat biosintesis. Plant Physiol 2001, 127:108-118.64. Barlier saya, M Kowalczyk, Marchant A, K Ljung, R Bhalerao,Bennett M, Sandberg G, Bellini C: gen SUR2 dari Arabidopsisthaliana mengkodekan sitokrom P450 CYP83B1: modulatorhomeostasis auksin. Proc Natl Acad Sci USA 2000,97:14819-14824.65. Grubb CD, Zipp BJ, Ludwig-Mu ¨ ller J, Masuno MN, Molinski TF,Abel S: Arabidopsis glukosiltransferase UGT74B1 fungsi dalamglukosinolat homeostasis biosintesis dan auksin. Tanaman J2004, 40:893-908.66. Hemm MR, Ruegger MO, CHAPPLE C: Arabidopsis ref2mutan rusak dalam pengkodean gen CYP83A1 dan menunjukkanbaik fenilpropanoid dan glukosinolat fenotipe. TanamanCell 2003, 15:179-194.67. Zhao Y, AK Hull, NR Gupta, KA Goss, Alonso J, JR Ecker,Normanly J, Chory J, Celenza JL: auksin trp-tergantungbiosintesis di Arabidopsis: keterlibatan sitokromP450s CYP79B2 dan CYP79B3. Gen Dev 2002,16:3100-3112.68._Celenza JL, JA Quiel, GA Smolen, H Merrikh, AR Silvestro,Normanly J, J Bender: The Arabidopsis ATR1 MYB transkripsifaktor kontrol homeostasis glukosinolat indolic. TanamanPhysiol 2005, 137:253-262.

Para penulis menunjukkan bahwa berlebih dari faktor transkripsi ATR1menghasilkan peningkatan kadar asam asetat indol (IAA) dan glucosinolate indole.Mereka mengusulkan bahwa ATR1 adalah pengatur homeostatik kuncimetabolisme triptofan dan bertindak sebagai target untuk terkoordinasi mengontrolsuite enzim yang mensintesis IAA.69. Bayburt TH, Sligar SG: Single-molekul pengukuran tinggipada sitokrom P450 mikrosoma dalam skala nanometerfosfolipid bilayer disk. Proc Natl Acad Sci USA 2002,99:6725-6730.70. Millar AH, Eubel H, Ja ¨ nsch L, Kruft V, Heazlewood JL, Braun HP:sitokrom c oksidase mitokondria dan suksinatkompleks dehidrogenase mengandung subunit tanaman tertentu.Plant Mol Biol 2004, 56:77-90.71. Rigaut G, Shevchenko A, B Rutz, Wilm M, Mann M, B rapin Se ': Ametode pemurnian protein generik untuk protein komplekskarakterisasi dan eksplorasi proteome. Nat Biotechnol1999, 17:1030-1032.72. Borch J, Roepstorff P: Skrining untuk inhibitor enzim olehresonansi permukaan plasmon dikombinasikan dengan massaspektrometri. Anal Chem 2004, 76:5243-5248.73. Sligar SG: Mencari solusi tunggal-molekul untukmembran protein. Biochem Biophys Res Masyarakat Yang 2003,312:115-119.74. Duan H, Civjan NR, Sligar SG, Schuler MA: Co-penggabunganheterologously disajikan Arabidopsis sitokrom P450 danP450 reduktase ke bilayers larut lipid nano. LengkungBiochem Biophys 2004, 424:141-153.Metabolon pembentukan dan penyaluran metabolik pada al biosintesis produk alami Jørgensen et. 291www.sciencedirect.com Lancar Opini di Plant, Biologi 2005 8:280-291Google Terjemahan untuk:Penelusuran Video Email Telepon Obrolan Bisnis Tentang Google Terjemahan Matikan terjemahan instan Privasi Bantuan