Возможная эволюция биосинтеза аллиаринозида из глюкозинолатного пути у чесночницы черешчатой (Alliaria petiolata)

Образование нитрилов у растений связано с активностью цитохромов P450. Гидроксинитрильные гликозиды широко распространены среди растений, но обычно не встречаются у видов, образующих глюкозинолаты. Alliaria petiolata (чесночница черешчатая, семейство капустные) — единственный известный вид, который продуцирует как глюкозинолаты, так и γ-гидроксинитрильный гликозид. Кроме того, известно, что A. petiolata выделяет свободно диффундирующий цианид, что указывает на наличие пока не идентифицированных цианогенных гликозидов. Наше исследование A. petiolata посвящено молекулярной эволюции цитохромов P450. На основании современных представлений о биосинтезе глюкозинолатов и гидроксинитрильных гликозидов у других видов, а также новых взглядов на неоднократное возникновение биосинтеза гидроксинитрильных гликозидов мы предлагаем путь биосинтеза γ-гидроксинитрильного гликозида аллиаринозида. Предполагается, что гомометионин и соответствующий ему оксим являются общими промежуточными соединениями в биосинтезе аллиаринозида и 2-пропенилглюкозинолата. Первый специфический этап пути биосинтеза аллиаринозида, вероятно, катализируется цитохромом P450, рекрутированным для метаболизма оксима. Кроме того, предполагается, что в биосинтезе аллиаринозида участвуют ферментативные реакции, характерные для вторичной модификации глюкозинолатов. Таким образом, мы предполагаем, что биосинтез аллиаринозида может быть первым известным примером эволюции пути биосинтеза гидроксинитрильных гликозидов из глюкозинолатного пути. Остаётся открытым вопрос, может ли предложенный гидроксинитрильный промежуточный продукт также превращаться в новые цианогенные гликозиды — производные гомометионина, способные высвобождать цианид. Расшифровка пути биосинтеза аллиаринозида и других предполагаемых гидроксинитрильных гликозидов у A. petiolata может существенно расширить представления о функциональной динамике цитохромов P450 как основе неоднократной эволюции путей биосинтеза биоактивных природных соединений.