The kynurenine pathway is essential for rhodoquinone biosynthesis in Caenorhabditis elegans

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Título

The kynurenine pathway is essential for rhodoquinone biosynthesis in Caenorhabditis elegans

Tema

BIOLOGIA
BACTERIAS
RODOQUINONA
KYNURENINA
CAENORHABDITIS ELEGANS
BIBLIOGRAFIA NACIONAL QUIMICA
2019

Abstract

A key metabolic adaptation of some species that face hypoxia as part of their life cycle involves an alternative electron transport chain in which rhodoquinone (RQ) is required for fumarate reduction and ATP production. RQ biosynthesis in bacteria and protists requires ubiquinone (Q) as a precursor. In contrast, Q is not a precursor for RQ biosynthesis in animals such as parasitic helminths, and most details of this pathway have remained elusive. Here, we used Caenorhabditis elegans as a model animal to elucidate key steps in RQ biosynthesis. Using RNAi and a series of C. elegans mutants, we found that arylamine metabolites from the kynurenine pathway are essential precursors for RQ biosynthesis de novo. Deletion of kynu-1, encoding a kynureninase that converts l-kynurenine (KYN) to anthranilic acid (AA) and 3-hydroxykynurenine (3HKYN) to 3-hydroxyanthranilic acid (3HAA), completely abolished RQ biosynthesis but did not affect Q levels. Deletion of kmo-1, which encodes a kynurenine 3-monooxygenase that converts KYN to 3HKYN, drastically reduced RQ but not Q levels. Knockdown of the Q biosynthetic genes coq-5 and coq-6 affected both Q and RQ levels, indicating that both biosynthetic pathways share common enzymes. Our study reveals that two pathways for RQ biosynthesis have independently evolved. Unlike in bacteria, where amination is the last step in RQ biosynthesis, in worms the pathway begins with the arylamine precursor AA or 3HAA. Because RQ is absent in mammalian hosts of helminths, inhibition of RQ biosynthesis may have potential utility for targeting parasitic infections that cause important neglected tropical diseases.

Autor

Roberts Buceta, Paloma M.
Romanelli Cedrez, Laura.
Babcock, Shannon J.
Xun, Helen
Von Palge, Miranda L.
Higley, Thomas W
Schlatter, Tyler D.
Davis, Dakota C.
Drexellus, Julia A.
Culver, John C
Carrera, Inés
Shepherd, Jennifer N.

Fuente

Journal of Biological Chemistry v.294, no. 28, 2019. -- p. 11047-11053

Editor

American Society for Biochemistry and Molecular Biology

Fecha

2019

Derechos

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Formato

PDF

Idioma

Inglés

Tipo

Artículo

Identificador

DOI: 10.1074/jbc.AC119.009475

Document Item Type Metadata

Original Format

PDF
Fecha de agregación
November 29, 2019
Colección
Bibliografía Nacional Química
Tipo de Elemento
Document
Etiquetas
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Citación
Roberts Buceta, Paloma M., “The kynurenine pathway is essential for rhodoquinone biosynthesis in Caenorhabditis elegans,” RIQUIM - Repositorio Institucional de la Facultad de Química - UdelaR, accessed December 14, 2019, http://riquim.fq.edu.uy/items/show/5922.
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