undefined

Discovery of Cortinarius O-methyltransferases for the heterologous production of dermolutein and physcion

Julkaisuvuosi

2025

Tekijät

Jetha, Pradhuman; Mojzita, Dominik; Maiorova, Natalia; de Ruijter, Jorg C.; Maaheimo, Hannu; Hilditch, Satu; Peddinti, Gopal; Castillo, Sandra; Toivari, Mervi; Penttilä, Merja; Molnár, István

Tiivistelmä

Background: Anthraquinones in the emodin family are produced by bacteria, fungi, and plants. They display various biological activities exploited, e.g., for crop protection, and may also be utilized as sustainable, bio-based colorants for the textile, paints, electronics, and cosmetic industries. Anthraquinone pigments from Cortinarius mushrooms have been used for artisan dyeing because they are stable, colorfast, and compatible with various dyeing methods. However, their chemical synthesis is complex and uneconomical, and harvesting wild mushrooms from forests in commercial quantities is not feasible.<br/><br/>Results: Here, we use genomics, transcriptomics, and synthetic biology to uncover the biosynthesis of the anthraquinone scaffold compounds emodin and endocrocin, and their methylation to the yellow pigments physcion and dermolutein in Cortinarius semisanguineus and C. sp. KIS-3. Both the nonreducing polyketide synthases (nrPKSs), and the regiospecific, fastidious O-methyltransferases (OMTs) are non-orthologous to their Ascomycete counterparts, suggesting a parallel evolutionary origin for the pathway in Basidiomycetes. The genes for the nrPKS and the OMTs are not all clustered in Cortinarius, revealing metabolic crosstalk among paralogous nrPKS biosynthetic gene clusters.<br/><br/>Conclusions: Heterologous biosynthesis of physcion and dermolutein in Saccharomyces cerevisiae opens the way to produce specific Cortinarius anthraquinones, and to modify these scaffolds to tune their chemistry towards their various applications.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Mojzita Dominik

Peddinti Gopal Orcid -palvelun logo

Maaheimo Hannu

Molnár István Orcid -palvelun logo

de Ruijter Jorg C. Orcid -palvelun logo

Penttilä Merja Orcid -palvelun logo

Toivari Mervi

Maiorova Natalia

Jetha Pradhuman

Castillo Sandra

Hilditch Satu

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

18

Numero

1

Artikkelinumero

25

Julkaisu­foorumi

90327

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Kokonaan avoin julkaisukanava

Kustantajan version lisenssi

CC BY

Rinnakkaistallennettu

Ei

Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksu €

2455

Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksun vuosi

2025

Muut tiedot

Tieteenalat

Ympäristötekniikka; Biokemia, solu- ja molekyylibiologia

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Ei

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1186/s13068-025-02625-6

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä