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Actualité

Découverte de nouvelles enzymes impliquées dans la synthèse de molécules thérapeutiques végétales grâce à l'analyse du genome de la plante médicinale Rauvolfia tetraphylla

  • Santé-Sciences-Technologie,
  • Pharmacie,
  • Recherche,
Date(s)

du 24 novembre 2023 au 1 janvier 2026

Lieu(x)

Site Grandmont

EA2106 BBV - Biomolécules et Biotechnologies végétales

Nos résultats, publiés dans Communications Biology, une revue du portfolio Nature, ouvrent la voie pour la bioproduction dans des cellules-usines de levure, de la yohimbine, de la rauwolscine, de la corynathine (et de leurs dérivés), des alcaloïdes possédant des effets thérapeutiques via leur affinité sélective pour les récepteurs α2-adrénergique and α1-adrénergique.

Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec notamment  nos partenaires de l'Institut Max Planck pour l'écologie chimique, de l'Université Technique du Danemark, de Future Genomics Technologies (Pays-Bas). Ils rentrent dans le cadre du projet européen H2020 MIAMi et sont soutenus par la Région Centre Val de Loire et l'ANR.

Stander EA, Lehka B, Carqueijeiro I, Cuello C, Hansson FG, Jansen HJ, Dugé De Bernonville T, Birer Williams C, Vergès V, Lezin E, Lorensen MDBB, Dang TT, Oudin A, Lanoue A, Durand M, Giglioli-Guivarc'h N, Janfelt C, Papon N, Dirks RP, O'connor SE, Jensen MK, Besseau S, Courdavault V. The Rauvolfia tetraphylla genome suggests multiple distinct biosynthetic routes for yohimbane monoterpene indole alkaloids. Commun Biol. 2023 Nov 24;6(1):1197. doi: 10.1038/s42003-023-05574-8.

Abstract

Monoterpene indole alkaloids (MIAs) are a structurally diverse family of specialized metabolites mainly produced in Gentianales to cope with environmental challenges. Due to their pharmacological properties, the biosynthetic modalities of several MIA types have been elucidated but not that of the yohimbanes. Here, we combine metabolomics, proteomics, transcriptomics and genome sequencing of Rauvolfia tetraphylla with machine learning to discover the unexpected multiple actors of this natural product synthesis. We identify a medium chain dehydrogenase/reductase (MDR) that produces a mixture of four diastereomers of yohimbanes including the well-known yohimbine and rauwolscine. In addition to this multifunctional yohimbane synthase (YOS), an MDR synthesizing mainly heteroyohimbanes and the short chain dehydrogenase vitrosamine synthase also display a yohimbane synthase side activity. Lastly, we establish that the combination of geissoschizine synthase with at least three other MDRs also produces a yohimbane mixture thus shedding light on the complex mechanisms evolved for the synthesis of these plant bioactives.