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 enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy
Mojzita Dominik
Maaheimo Hannu
Toivari Mervi
Maiorova Natalia
Jetha Pradhuman
Castillo Sandra
Hilditch Satu
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Volyymi
18
Numero
1
Artikkelinumero
25
ISSN
Julkaisufoorumi
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