Функциональная характеристика CYP71D443 — цитохрома P450, катализирующего гидроксилирование в положении C-22 при биосинтезе 20-гидроксиэкдизона в волосатых корнях живучки

20-Гидроксиэкдизон (20HE), гормон линьки насекомых, обнаружен также у представителей многих семейств растений. Считается, что 20HE участвует в защите растений от насекомых-фитофагов. У насекомых биосинтез 20HE из холестерина протекает через 7-дегидрохолестерин и 3β,14α-дигидрокси-5β-холест-7-ен-6-он (5β-кетодиол), который затем превращается в 20HE в результате последовательного гидроксилирования, катализируемого четырьмя ферментами цитохрома P450; гены этих ферментов клонированы и идентифицированы. Напротив, о биосинтезе 20HE у растений известно мало, и до настоящего времени не было описано ни одного гена, участвующего в его биосинтезе. Недавно мы предположили, что 3β-гидрокси-5β-холестан-6-он (5β-кетон) участвует в биосинтезе 20HE в волосатых корнях Ajuga reptans var. atropurpurea (семейство яснотковые). В настоящем исследовании на основе библиотеки экспрессируемых последовательностей, созданной из волосатых корней живучки, были выявлены гены цитохромов P450. Пять генов с высокой экспрессией — CYP71D443, CYP76AH19, CYP76AH20, CYP76AH21 и CYP716D27 — исследовали на предмет возможного участия в биосинтезе 20HE. В результате было показано, что CYP71D443 катализирует гидроксилирование субстрата 5β-кетона в положении C-22 в системе экспрессии на основе дрожжей. Гидроксилированный продукт, 22-гидрокси-5β-кетон, имел конфигурацию 22R, соответствующую конфигурации 20HE. Кроме того, эксперименты с мечеными соединениями показали, что (22R)-22-гидрокси-5β-кетон превращается в 20HE в волосатых корнях живучки. На основании полученных результатов предложен возможный путь биосинтеза 20HE у растений рода Ajuga с участием CYP71D443.