Lupeol, a plant triterpenoid mitigates salt induced stress: growth and antioxidative response of Brassica nigra under in vitro condition

Zia, Muhammad; Ali, Javed; Hanif, Saad; Sajjad, Anila; Abbasi, Bilal Haider

doi:10.1007/s11240-022-02405-2

Cited by 4 publications

(4 citation statements)

References 38 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The CsOSC6 Y730F mutant lowered the product yield by approximately half compared to the wild-type enzyme while maintaining the same enzyme specificity (Figure 6B,F and Table S8). On the other hand, the CsOSC5 V732F mutant showed a minor reduction in yield and produced two additional products, taraxasterol (14) and ψ-taraxasterol (9). Notably, the CsOSC5 V732F mutant abolished friedelin biosynthesis, unlike the wild-type CsOSC5 (Figure 6C,6G, S9 and Table S8).…”

Section: ■ Results and Discussionmentioning

confidence: 99%

“…Beyond their therapeutic potential, triterpenoids also fulfill vital physiological and ecological roles in plants. They regulate plant growth and development, facilitate beneficial interactions with rhizospheric and endophytic microbiota, and confer defense against a range of environmental stresses, encompassing abiotic factors like drought and salinity, as well as biotic challenges inflicted by herbivores and pathogenic microorganisms. − …”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Genome-Wide Investigation of Oxidosqualene Cyclase Genes Deciphers the Genetic Basis of Triterpene Biosynthesis in Tea Plants

Du,

Gao,

Wang

et al. 2024

J. Agric. Food Chem.

View full text Add to dashboard Cite

Triterpenoids from Camellia species comprise a diverse class of bioactive compounds with great therapeutic potential. However, triterpene biosynthesis in tea plants (Camellia sinensis) remains elusive. Here, we identified eight putative 2,3oxidosqualene cyclase (OSC) genes (CsOSC1−8) from the tea genome and characterized the functions of five through heterologous expression in yeast and tobacco and transient overexpression in tea plants. CsOSC1 was found to be a β-amyrin synthase, whereas CsOSC4, 5, and 6 exhibited multifunctional α-amyrin synthase activity. Molecular docking and site-directed mutagenesis showed that the CsOSC6M259T/W260L double mutant yielded >40% lupeol, while the CsOSC1 W259L single mutant alone was sufficient for lupeol production. The V732F mutation in CsOSC5 altered product formation from friedelin to taraxasterol and ψ-taraxasterol. The L254 M mutation in the cycloartenol synthase CsOSC8 enhanced the catalytic activity. Our findings shed light on the molecular basis governing triterpene diversity in tea plants and offer potential avenues for OSC engineering.

show abstract

Section: ■ Results and Discussionmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Genome-Wide Investigation of Oxidosqualene Cyclase Genes Deciphers the Genetic Basis of Triterpene Biosynthesis in Tea Plants

Du,

Gao,

Wang

et al. 2024

J. Agric. Food Chem.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Кроме того, олигосахара накапливаются в результате разрушения клеточных стенок гидролазами в ответ на действия стрессора (37). Люпеол, как и другие терпеноиды, тоже служит фактором защиты растений от солевого стресса (38), поэтому можно предположить, что установленное нами накопление терпенов в корешках проростков T. aestivum, чувствительных к воздействию ионов алюминия, инициируется воздействием стрессора.…”

Section: распределение изученных зимостойких образцовunclassified

BIOMARKERS FOR ALUMOTOLERANCE OF WINTER-HARDY FORMS OF Triticum aestivum L. FROM THE VIR COLLECTION

Lysenko

2024

S-h. biol.

View full text Add to dashboard Cite

Кислые почвы составляют около 50 % от всех посевных угодий мира, что ограничивает производство возделываемых культур. Площадь сельскохозяйственных угодий с повышенной кислотностью ежегодно увеличивается, в России она составляет примерно 30 %. В кислых почвах ионы алюминия (Al 3+ ) -основной стрессор для растений, в том числе для пшеницы, которая считается одним из основных и экономически значимых продуктов питания. Большинство устойчивых к Al 3+ генотипов представлено гексаплоидными видами пшениц с геномом D, к которым относится Triticum aestivum L. Отличительная черта озимой мягкой пшеницы заключается в сочетании устойчивости к низким температурам с хорошими хлебопекарными качествами муки. С учетом этого поиск алюмотолерантных форм T. aestivum и выявление признаков, связанных с алюмотолерантностью, которые могли бы послужить ее биомаркерами при селекции, остаются актуальной задачей. В коллекции ФИЦ Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР) большая часть гексаплоидных пшениц (44 тыс. образцов) относится к T. aestivum. Изучение генетического потенциала коллекции T. aestivum, представленной в ВИР, позволит выявить новые источники алюмотолерантности. В этом сообщении мы впервые сравнили метаболомные профили коллекционных образцов T. aestivum разного эколого-географического происхождения, адаптированных к условиям северо-запада России, и выявили их особенности у форм с низкой чувствительностью к воздействию ионов алюминия для обнаружения метаболитов -потенциальных маркеров устойчивости к ионам алюминия. Метаболомные профили (МП) 20 образцов T. aestivum (коллекция ВИР) с разной степенью чувствительности к Al 3+ изучили методом неспецифического метаболомного профилирования с использованием газовой хроматографии, сопряженной с масс-спектрометрией. МП анализировали в тканях корешков 7-суточных проростков. В МП генотипов с низкой чувствительностью к Al 3+ были представлены полиолы, нуклеозиды, лактонные формы органических кислот, свободные жирные кислоты и их производные, триозы, пентозы, гексозы, олигосахара, фенолсодержащие вещества, терпены, фитостеролы. Воздействие стрессора предположительно вызывает изменения в цикле Кребса, синтезе карбогидратов, растительных гормонов, других защитных факторов, глицеролипидов и триглицеридов мембранного комплекса. Методом дисперсионного анализа установлены достоверные отличия МП форм с более выраженной устойчивостью к Al 3+ от остальных образцов по содержанию основных соединений, перечисленных выше. Классический дискриминантный анализ с последующим каноническим корреляционным анализом позволил выделить 11 компонентов со 100 % достоверностью разделяющих образцы T. aestivum с разной степенью алюмотолерантности. Наиболее информационно значимыми факторами, характеризующими устойчивые формы T. aestivum, оказались фосфорная, яблочная, янтарная кислоты, четырехатомный (RI = 1537) и пятиатомный (RI = 1735) спирты, метиловый эфир линолевой кислоты, которые можно рассматривать как статистически подтвержденные маркеры алюмоустойчивости (р < 0,05). С помощь...

show abstract

“…plant cell cultures are rich sources of dietary supplements for healthy human nutrition (Ochoa-Villarreal et al, 2016) or for medical applications, understanding of the relationship between media composition, growth conditions, and productivity at the different stages of cultivation is essential for identifying sensitive factors for growth and product accumulation. The typical in vitro culture for the accumulation of secondary metabolites (e.g., lupeol and phenolic compounds) requires active living cells with a high division rate under some stressful cultivation conditions(Babich et al, 2021;Kikowska et al, 2020;Zia et al, 2023…”

mentioning

confidence: 99%

Production of phenolic compounds, flavonoids, and lupeol by Lycium schweinfurthii suspension cultures in shake flasks and a rocking-motion bioreactor

Mamdouh,

Nebauer,

Junne

et al. 2024

Preprint

View full text Add to dashboard Cite

Lycium schweinfurthii, a wild shrub of the Solanaceae family, has received increasing attention in the last decade for its therapeutic potential in traditional medicine due to its diverse array of secondary metabolites, including phenolic substances and terpenoids. The aim of this study was to investigate the accumulation of phenolics, flavonoids, and the terpenoid lupeol in L. schweinfurthii cell suspension cultures cultivated in flasks and in a single-use 2-dimensional rocking motion bioreactor. 3 different media formulations were compared for in vitro cell cultures. Various parameters, such as biomass accumulation, settled cell volume, cell viability (assessed via a 2,3,5-triphenyl tetrazolium chloride assay), and sucrose consumption were recorded as indicators of cell activity and growth. Total phenolic and flavonoid contents were estimated spectrophotometrically and lupeol was quantified via High-Performance Thin Layer Chromatography (HPTLC). Although a higher fresh biomass concentration of 464 g L− 1 was obtained in MS medium supplemented with a combination of each, 1 mg L− 1 of 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and 1-Naphthaleneacetic acid (NAA), the rocking-motion bioreactor cultivation was performed with 2 mg L− 1 NAA due to its superior reproducibility in viability, productivity, and content of bioactive compounds. A final fresh biomass concentration of 185 g L− 1 was achieved in a 16 L cultivation scale with a notable increase in the concentration of phenolics (1.4-fold) and flavonoids (1.7-fold). Most importantly, the concentration of lupeol, a pentacyclic triterpenoid known for its anti-inflammatory, antibacterial, and anti-atherogenic properties, exhibited a remarkable 5.5-fold increase in the bioreactor cultivation (585 µg g− 1) compared to shake flask cultivations (106 µg g− 1). The current study demonstrated the profound impact of media composition and especially of controlled cultivation conditions in a rocking-motion bioreactor on the accumulation of bioactive compounds. The findings are also relevant for other plant cell cultures.

show abstract

Lupeol, a plant triterpenoid mitigates salt induced stress: growth and antioxidative response of Brassica nigra under in vitro condition

Cited by 4 publications

References 38 publications

Genome-Wide Investigation of Oxidosqualene Cyclase Genes Deciphers the Genetic Basis of Triterpene Biosynthesis in Tea Plants

Genome-Wide Investigation of Oxidosqualene Cyclase Genes Deciphers the Genetic Basis of Triterpene Biosynthesis in Tea Plants

BIOMARKERS FOR ALUMOTOLERANCE OF WINTER-HARDY FORMS OF Triticum aestivum L. FROM THE VIR COLLECTION

Production of phenolic compounds, flavonoids, and lupeol by Lycium schweinfurthii suspension cultures in shake flasks and a rocking-motion bioreactor

Contact Info

Product

Resources

About