Lijing Chang, et al. DOI: 10.1016/j.cell.2026.03.034
Recopilado por Carlos Cabrera Lozada. Individuo de Número, ANM Sillón VII. ORCID: 0000-0002-3133-5183. 05/04/2026
Resumen
Aspectos destacados
•La ómica guiada por teoría de la información identifica la glicosilación en la biosíntesis de nicotina
•La hidrolasa NAMN suministra ácido nicotínico por una vía independiente del ciclo NAD
•Un metabolón vacular de cinco componentes canaliza la biosíntesis y el transporte de la nicotina
•El transportador MATE permite una ingeniería eficiente de la nicotina en plantas heterólogas
La nicotina, el alcaloide insecticida adictivo y potente del tabaco, ha moldeado la historia humana, la agricultura y las plantas que la producen. Sin embargo, los pasos enzimáticos y los mecanismos de reacción implicados en la biosíntesis de nicotina siguen siendo esquivos. Aquí revelamos que la reacción final de acoplamiento se estabiliza mediante glicosilación mediante una uridina difosfato (UDP)-glicosiltransferasa, se reduce y activa mediante una A622, se condensa mediante una reacción intermolecular estereoselectiva tipo Mannich, se oxida secuencialmente por una enzima tipo puente de berberina (BBL), y finalmente se desglicosila por una β-glucosidasa para obtener nicotina. Un metabolón de 5 componentes se ensambla en las membranas vacuolares para canalizar tanto la biosíntesis como el transporte de la nicotina. Reconstituimos este metabolón tanto in vitro como de forma heterológica in vivo. Eliminar cualquiera de estos componentes reduce las acumulaciones de nicotina. Un transportador multifármaco y extrusión de compuestos tóxicos (MATE) es esencial para diseñar eficazmente la producción de nicotina en especies vegetales heterólogas, lo que confele resistencia a plagas. Este trabajo completa la vía de biosíntesis de la nicotina y proporciona conocimientos fundamentales sobre la reacción intermolecular tipo Mannich, un mecanismo fundamental para la formación de andamios en muchos alcaloides vegetales.