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Accès ouvert déclaré 2026 article

Unraveling stereochemical control mechanisms of neuroactive securinine via isotope-guided spatial transcriptomic strategy

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Securinine ( 1 ) and its three stereoisomers, allosecurinine ( 2 ), virosecurinine ( 3 ) and viroallosecurinine ( 4 ), can be produced in the medicinal plant Flueggea suffruticosa . Their stereochemistry critically impacts biological activity: only securinine acts as a potent GABA A receptor antagonist and was once clinically used as a central nervous system stimulant. However, the mechanism underlying their stereochemical control has remained elusive. Here, through isotope labeling, we elucidated that (±)-menisdaurilide and (±)-aquilegiolide serve as key intermediates. They can non-enzymatically couple with Δ 1 -piperideine to form neosecurinane alkaloids, subsequently undergoing intramolecular rearrangement to generate 1 – 4 . Notably, the C6–OH configuration of (±)-menisdaurilide and (±)-aquilegiolide serves as a gatekeeper for controlling selective production of levorotatory products 1 / 2 and dextrorotatory products 3 / 4 . To identify enzymes governing this stereoselective formation of C6–OH, we employed an isotope-guided spatial transcriptomic strategy, which revealed a critical spatial discrepancy: biosynthesis of securinine and its stereoisomers occurs in stems, whereas they accumulate in roots. Leveraging this spatial localization insight, we ultimately identified three stem-preferentially expressed ketoreductases that mediate stereoselective biosynthesis of these alkaloids. This study comprehensively delineates the mechanistic basis for stereochemical control of securinine and highlights the utility of the isotope-guided spatial transcriptomic strategy in efficiently identifying biosynthetic genes of plant natural products.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Unraveling stereochemical control mechanisms of neuroactive securinine via isotope-guided spatial transcriptomic strategy
Date Crossref
01/09/2026
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

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Sujets associés

Phytochemistry and Bioactivity StudiesBiochemical and Molecular ResearchChemical synthesis and alkaloids

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