Un mécanisme de libération de chaîne de polykétide dépendant de la PLP dans la biosynthèse de la mycotoxine fumonisine dans Fusarium verticillioides

Les fumonisines sont des mycotoxines dérivées de polykétides produites par plusieurs champignons pathogènes des plantes. Les toxines causent plusieurs maladies mortelles chez les animaux domestiques et sont associées au cancer de l'œsophage et aux malformations du tube neural chez l'homme. Les fumonisines contiennent une chaîne acyclique de 18 carbones hautement réduite, qui est synthétisée par une synthase de polykétide itérative (PKS). Cette PKS ne contient pas de domaine thioestérase ou cyclase trouvé dans d'autres PKS pour la libération de la chaîne de polykétide liée de manière covalente. Dans cette étude, nous avons exprimé la protéine acyl porteuse (ACP) de FUM1 et chargé in vitro des chaînes acyles à l'ACP à partir d'acyl-CoA en utilisant une transférase 4'-phosphopantéthéinylique peu spécifique. Nous avons ensuite exprimé FUM8, qui est homologue aux gènes de synthase de 2-oxoamine, dans la levure et montré que l'enzyme est capable de libérer les chaînes acyles de l'ACP. Des produits résultant de la condensation décarboxylative entre l-l-alanine et acyl-S-ACP ont été détectés par GC-MS. L'activité enzymatique était dépendante du phosphate de pyridoxal 5'-phosphate (PLP), et C18-S-ACP était le substrat préféré. Les résultats ont révélé un nouveau mécanisme de libération de chaîne de polykétide, dans lequel une enzyme dépendante de la PLP catalyse la terminaison et la libération de la chaîne de polykétide ainsi que l'introduction d'une nouvelle liaison carbone-carbone et d'un groupe amino à la chaîne. Le mécanisme est fondamentalement différent de la libération de chaîne de polykétide catalysée par thioestérase/cyclase que l'on trouve dans les biosynthèses de polykétides bactériennes et fongiques.