title: Sequential oxidation of Jasmonoyl-Phenylalanine and Jasmonoyl-Isoleucine by multiple cytochrome P450 of the CYP94 family through newly identified aldehyde intermediates.
abstract: The role and fate of Jasmonoyl-Phenylalanine (JA-Phe), an understudied conjugate in the jasmonate pathway remain to be unraveled. We addressed here the possibility of JA-Phe oxidative turnover by cytochrome P450s of the CYP94 family. Leaf wounding or fungal infection in Arabidopsis resulted in accumulation of JA-Phe, 12-hydroxyl (12OH-JA-Phe) and 12-carboxyl (12COOH-JA-Phe) derivatives, with patterns differing from those previously described for Jasmonoyl-Isoleucine. In vitro, yeast-expressed cytochromes P450 CYP94B1, CYP94B3 and CYP94C1 differentially oxidized JA-Phe to 12-hydroxyl, 12-aldehyde and 12-carboxyl derivatives. Furthermore, a new aldehyde jasmonate, 12CHO-JA-Ile was detected in wounded plants. Metabolic analysis of CYP94B3 and CYP94C1 loss- and gain-of-function plant lines showed that 12OH-JA-Phe was drastically reduced in cyp94b3 but not affected in cyp94c1, while single or double mutants lacking CYP94C1 accumulated less 12COOH-JA-Phe than WT plants. This, along with overexpressing lines, demonstrates that hydroxylation by CYP94B3 and carboxylation by CYP94C1 accounts for JA-Phe turnover in planta. Evolutionary study of the CYP94 family in the plant kingdom suggests conserved roles of its members in JA conjugate homeostasis and possibly in adaptative functions. Our work extends the range and complexity of JA-amino acid oxidation by multifunctional CYP94 enzymes in response to environmental cues.
authors.affiliation: Département Réseaux Métaboliques chez les Végétaux. Institut de Biologie Moléculaire des Plantes, UPR 2357 du Centre National de la Recherche Scientifique, conventionné avec l'Université de Strasbourg, 67083 Strasbourg Cedex, France.
authors.forename: Emilie
authors.initials: E
authors.lastname: Widemann
authors.affiliation: Département Réseaux Métaboliques chez les Végétaux. Institut de Biologie Moléculaire des Plantes, UPR 2357 du Centre National de la Recherche Scientifique, conventionné avec l'Université de Strasbourg, 67083 Strasbourg Cedex, France.
authors.forename: Bernard
authors.initials: B
authors.lastname: Grausem
authors.affiliation: Département Réseaux Métaboliques chez les Végétaux. Institut de Biologie Moléculaire des Plantes, UPR 2357 du Centre National de la Recherche Scientifique, conventionné avec l'Université de Strasbourg, 67083 Strasbourg Cedex, France.
authors.forename: Hugues
authors.initials: H
authors.lastname: Renault
authors.affiliation: Département Réseaux Métaboliques chez les Végétaux. Institut de Biologie Moléculaire des Plantes, UPR 2357 du Centre National de la Recherche Scientifique, conventionné avec l'Université de Strasbourg, 67083 Strasbourg Cedex, France.
authors.forename: Emmanuelle
authors.initials: E
authors.lastname: Pineau
authors.affiliation: Laboratoire de Chimie Organique Synthétique, Unité Mixte de Recherche 7177, Université de Strasbourg, 67008 Strasbourg Cedex, France.
authors.forename: Clément
authors.initials: C
authors.lastname: Heinrich
authors.affiliation: Département Réseaux Métaboliques chez les Végétaux. Institut de Biologie Moléculaire des Plantes, UPR 2357 du Centre National de la Recherche Scientifique, conventionné avec l'Université de Strasbourg, 67083 Strasbourg Cedex, France.
authors.forename: Raphaël
authors.initials: R
authors.lastname: Lugan
authors.affiliation: Département Réseaux Métaboliques chez les Végétaux. Institut de Biologie Moléculaire des Plantes, UPR 2357 du Centre National de la Recherche Scientifique, conventionné avec l'Université de Strasbourg, 67083 Strasbourg Cedex, France.
authors.forename: Pascaline
authors.initials: P
authors.lastname: Ullmann
authors.affiliation: Laboratoire de Chimie Organique Synthétique, Unité Mixte de Recherche 7177, Université de Strasbourg, 67008 Strasbourg Cedex, France.
authors.forename: Laurence
authors.initials: L
authors.lastname: Miesch
authors.affiliation: Département Réseaux Métaboliques chez les Végétaux. Institut de Biologie Moléculaire des Plantes, UPR 2357 du Centre National de la Recherche Scientifique, conventionné avec l'Université de Strasbourg, 67083 Strasbourg Cedex, France.
authors.forename: Yann
authors.initials: Y
authors.lastname: Aubert
authors.affiliation: Laboratoire de Chimie Organique Synthétique, Unité Mixte de Recherche 7177, Université de Strasbourg, 67008 Strasbourg Cedex, France.
authors.forename: Michel
authors.initials: M
authors.lastname: Miesch
authors.affiliation: Département Réseaux Métaboliques chez les Végétaux. Institut de Biologie Moléculaire des Plantes, UPR 2357 du Centre National de la Recherche Scientifique, conventionné avec l'Université de Strasbourg, 67083 Strasbourg Cedex, France. Electronic address: thierry.heitz@ibmp-cnrs.unistra.fr.
authors.forename: Thierry
authors.initials: T
authors.lastname: Heitz
authors.affiliation: Département Réseaux Métaboliques chez les Végétaux. Institut de Biologie Moléculaire des Plantes, UPR 2357 du Centre National de la Recherche Scientifique, conventionné avec l'Université de Strasbourg, 67083 Strasbourg Cedex, France. Electronic address: franck.pinot@ibmp-cnrs.unistra.fr.
authors.forename: Franck
authors.initials: F
authors.lastname: Pinot
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