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Ruther, Joachim ; Hagström, Asa K. ; Brandstetter, Birgit ; Hofferberth, John ; Bruckmann, Astrid ; Semmelmann, Florian ; Fink, Michaela ; Lowack, Helena ; Laberer, Sabine ; Niehuis, Oliver ; Deutzmann, Rainer ; Löfstedt, Christer ; Sterner, Reinhard

Epimerisation of chiral hydroxylactones by short-chain dehydrogenases/reductases accounts for sex pheromone evolution in Nasonia

Ruther, Joachim, Hagström, Asa K., Brandstetter, Birgit, Hofferberth, John, Bruckmann, Astrid, Semmelmann, Florian, Fink, Michaela, Lowack, Helena, Laberer, Sabine, Niehuis, Oliver, Deutzmann, Rainer, Löfstedt, Christer und Sterner, Reinhard (2016) Epimerisation of chiral hydroxylactones by short-chain dehydrogenases/reductases accounts for sex pheromone evolution in Nasonia. Scientific Reports 6 (34697), S. 1-13.

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 10 Feb 2017 11:14
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.35156


Zusammenfassung

Males of all species of the parasitic wasp genus Nasonia use (4R,5S)-5-hydroxy-4-decanolide (RS) as component of their sex pheromone while only N. vitripennis (Nv), employs additionally (4R,5R)-5-hydroxy-4-decanolide (RR). Three genes coding for the NAD(+)-dependent short-chain dehydrogenases/reductases (SDRs) NV10127, NV10128, and NV10129 are linked to the ability of Nv to produce RR. Here we ...

Males of all species of the parasitic wasp genus Nasonia use (4R,5S)-5-hydroxy-4-decanolide (RS) as component of their sex pheromone while only N. vitripennis (Nv), employs additionally (4R,5R)-5-hydroxy-4-decanolide (RR). Three genes coding for the NAD(+)-dependent short-chain dehydrogenases/reductases (SDRs) NV10127, NV10128, and NV10129 are linked to the ability of Nv to produce RR. Here we show by assaying recombinant enzymes that SDRs from both Nv and N. giraulti (Ng), the latter a species with only RS in the pheromone, epimerise RS into RR and vice versa with (4R)-5-oxo-4-decanolide as an intermediate. Nv-derived SDR orthologues generally had higher epimerisation rates, which were also influenced by NAD(+) availability. Semiquantitative protein analyses of the pheromone glands by tandem mass spectrometry revealed that NV10127 as well as NV10128 and/or NV10129 were more abundant in Nv compared to Ng. We conclude that the interplay of differential expression patterns and SDR epimerisation rates on the ancestral pheromone component RS accounts for the evolution of a novel pheromone phenotype in Nv.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftScientific Reports
Verlag:Nature
Ort der Veröffentlichung:LONDON
Band:6
Nummer des Zeitschriftenheftes oder des Kapitels:34697
Seitenbereich:S. 1-13
Datum5 Oktober 2016
InstitutionenBiologie und Vorklinische Medizin > Institut für Zoologie > Chemische Ökologie (Prof. Dr. Joachim Ruther)
Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Biophysik und physikalische Biochemie > Prof. Dr. Reinhard Sterner
Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Biochemie, Genetik und Mikrobiologie > Lehrstuhl für Biochemie I > Prof. Dr. Rainer Deutzmann
Identifikationsnummer
WertTyp
10.1038/srep34697DOI
Article-ID: 34697Andere
Stichwörter / KeywordsDROSOPHILA-MELANOGASTER; FUNCTIONAL ASSIGNMENTS; COURTSHIP BEHAVIOR; CRITICAL RESIDUES; DESATURASE GENE; VITRIPENNIS; MOTHS; BIOSYNTHESIS; PTEROMALIDAE; SPECIFICITY;
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 590 Tiere (Zoologie)
StatusVeröffentlicht
BegutachtetJa, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstandenJa
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-351563
Dokumenten-ID35156

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