The carotenoid biosynthetic pathway

The carotenoid biosynthetic pathway serves manifold roles in plants related to photosynthesis, photoprotection, development, stress hormones, and various volatiles and signaling apocarotenoids. The pathway also produces compounds that impact human nutrition and metabolic products that contribute to fragrance and flavor of food and non-food crops. It is no surprise that the pathway has been a target of metabolic engineering, most prominently in the case of Golden Rice. The future success and predictability of metabolic engineering of carotenoids rests in the ability to target carotenoids for specific physiological purposes as well as to simultaneously modify carotenoids along with other desired traits. Here, we ask whether predictive metabolic engineering of the carotenoid pathway is indeed possible. Despite a long history of research on the pathway, at this point in time we can only describe the pathway as a parts list and have almost no knowledge of the location of the complete pathway, how it is assembled, and whether there exists any trafficking of the enzymes or the carotenoids themselves. We discuss the current state of knowledge regarding the “complete” pathway and make the argument that predictive metabolic engineering of the carotenoid pathway (and other pathways) will require investigation of the three dimensional state of the pathway as it may exist in plastids of different ultrastructures. Along with this message we point out the need to develop new types of visualization tools and resources that better reflect the dynamic nature of biosynthetic pathways.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ทางเดิน biosynthetic carotenoid ทำหน้าที่บทบาทความหลากหลายนับในพืชเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ด้วยแสง photoprotection พัฒนา ฮอร์โมนความเครียด และ volatiles ต่าง ๆ และสัญญาณ apocarotenoids ทางเดินยังสร้างสารที่มีผลต่อโภชนาการและผลิตภัณฑ์เผาผลาญที่กลิ่นหอมและรสชาติของอาหารและไม่ใช่อาหารพืช ไม่แปลกใจที่ว่า ทางเดินที่มีเป้าหมายของการเผาผลาญวิศวกรรม ในกรณีของข้าวทองมากที่สุดจึงได้ ความสำเร็จในอนาคตและแอพพลิเคชันของวิศวกรรมการเผาผลาญของ carotenoids แห่งสามารถ carotenoids เป้าหมายประสงค์เฉพาะสรีรวิทยาเช่นเป็นพร้อมปรับเปลี่ยน carotenoids ด้วยลักษณะอื่น ๆ ระบุ ที่นี่ เราถามว่า งานวิศวกรรมที่เผาผลาญของทางเดิน carotenoid เป็นแน่นอน แม้ มีประวัติศาสตร์ยาวนานของการวิจัยบนทางเดิน ที่ในตอนนี้เราสามารถอธิบายทางเดินเป็นส่วนแสดงรายการ และมีเกือบจะไม่รู้ตำแหน่งของทางเดินสมบูรณ์ การประกอบ และว่ามีการอบรมของเอนไซม์หรือ carotenoids เอง เรากล่าวถึงสถานะปัจจุบันของความรู้ทางเดิน "สมบูรณ์" และอาร์กิวเมนต์วิศวกรรมงานเผาผลาญทางเดิน carotenoid (และมนต์อื่น ๆ) จะต้องมีการตรวจสอบสามมิติทำให้สถานะของทางเดินเป็นมันอาจมีอยู่ใน plastids ของ ultrastructures แตกต่างกัน พร้อมกับข้อความนี้ เราชี้ออกจำเป็นในการพัฒนาของเครื่องมือแสดงภาพประกอบเพลงและทรัพยากรที่ดีขึ้น ถึงลักษณะแบบไดนามิกของมนต์ biosynthetic

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ทางเดินชีวสังเคราะห์ carotenoid ทำหน้าที่บทบาทนานาในพืชที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แสง photoprotection พัฒนาฮอร์โมนความเครียดและสารระเหยต่างๆและการส่งสัญญาณ apocar​​otenoids ทางเดินยังผลิตสารประกอบที่ส่งผลกระทบต่อโภชนาการของมนุษย์และผลิตภัณฑ์การเผาผลาญอาหารที่นำไปสู่​​กลิ่นหอมและรสชาติของอาหารและพืชที่ไม่ใช่อาหาร มันไม่แปลกใจที่ทางเดินเป็นเป้าหมายของวิศวกรรมการเผาผลาญเด่นที่สุดในกรณีของโกลเด้นไรซ์ ความสำเร็จในอนาคตและการคาดการณ์ของว​​ิศวกรรมการเผาผลาญของ carotenoids พักผ่อนในความสามารถในการกำหนดเป้​​าหมาย carotenoids เพื่อวัตถุประสงค์ทางสรีรวิทยาที่เฉพาะเจาะจงเช่นเดียวกับการปรับเปลี่ยนไปพร้อม ๆ กันนอยด์พร้อมกับลักษณะที่ต้องการอื่น ๆ ที่นี่เราถามว่าวิศวกรรมการเผาผลาญทำนายของทางเดิน carotenoid เป็นไปได้แน่นอน แม้จะมีประวัติศาสตร์อันยาวนานของการวิจัยเกี่ยวกับทางเดินที่จุดในเวลานี้เราสามารถอธิบายทางเดินเป็นรายการชิ้นส่วนและมีเกือบความรู้เกี่ยวกับสถานที่ตั้งของทางเดินที่สมบูรณ์ไม่มีวิธีการที่จะประกอบและไม่ว่าจะมีอยู่การค้าใด ๆ เอนไซม์หรือนอยด์ตัวเอง เราหารือกับสถานะปัจจุบันของความรู้เกี่ยวกับ "สมบูรณ์" ทางเดินและทำให้การโต้แย้งว่าการเผาผลาญวิศวกรรมการคาดการณ์ของทางเดิน carotenoid (และเส้นทางอื่น ๆ ) จะต้องมีการตรวจสอบในสามมิติสถานะของทางเดินในขณะที่มันอาจมีอยู่ใน plastids ของ ultrastructures ที่แตกต่างกัน . พร้อมกับข้อความนี้เราชี้ให้เห็นความจำเป็นในการที่จะพัฒนารูปแบบใหม่ของเครื่องมือสร้างภาพและทรัพยากรที่ดีขึ้นสะท้อนให้เห็นถึงลักษณะของวิถีการสังเคราะห์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เส้นทางในการทำหน้าที่บทบาทต่างๆในพืชที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แสง photoprotection การพัฒนาฮอร์โมนความเครียด และสารระเหยต่างๆ และส่งสัญญาณ apocarotenoids . ทางเดินยังสร้างสารที่มีผลต่อโภชนาการและการเผาผลาญ ผลิตภัณฑ์ที่ช่วยให้กลิ่นและรสชาติของอาหาร และพืชที่ไม่ใช่อาหารไม่ใช่เรื่องแปลกที่เดินมีเป้าหมายของการสลายวิศวกรรม เด่นที่สุด ในกรณีของข้าวสีทอง อนาคตความสำเร็จและความสามารถในการทำนายของวิศวกรรมการเผาผลาญอาหารของ carotenoids อยู่ในเป้าหมายแคโรทีนอยด์เพื่อวัตถุประสงค์ทางสรีรวิทยาที่เฉพาะเจาะจงรวมทั้งพร้อมกันปรับเปลี่ยนคาโรทีนอยด์ พร้อมกับอื่น ๆ คุณลักษณะที่ต้องการ . ที่นี่เราถามว่า การปรับปรุงการทำนายทางเชื้อก็สามารถทำได้ แม้จะมีประวัติศาสตร์ที่ยาวนานของการวิจัยบนทางเดิน นี้จุดในเวลา เราสามารถอธิบายทางเดินเป็นส่วนรายการ และมีเกือบจะไม่มีความรู้เกี่ยวกับสถานที่ตั้งของเส้นทางที่สมบูรณ์ มันเป็นยังไงกัน และว่า ไม่มีการใด ๆของเอนไซม์ หรือแคโรทีนอยด์เองเราหารือเกี่ยวกับสถานะปัจจุบันของความรู้เกี่ยวกับ " เส้นทางที่สมบูรณ์ " และโต้แย้งว่า การปรับปรุงการทำนายทางคาโรทีนอยด์ ( และเส้นทางอื่น ๆ ) จะต้องมีการสอบสวนของสามมิติสภาพเส้นทางมันอาจอยู่ในพลาสติดของจุลแตกต่างกันพร้อมกับข้อความนี้เราชี้ต้องพัฒนารูปแบบใหม่ของเครื่องมือภาพและทรัพยากรที่ดีขึ้นสะท้อนให้เห็นถึงลักษณะของการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิก .