Amaryllidaceae alkaloids are structurally diverse natural products with a wide range biological properties, and based on the partial identification of the biosynthetic enzymes, norbelladine would be a common intermediate in the biosynthetic pathways. Previous studies suggested that norbelladine synthase (NBS) catalyzed the condensation reaction of 3,4-dihydroxybenzaldehyde and tyramine to form norcraugsodine, and subsequently, noroxomaritidine/norcraugsodine reductase (NR) catalyzed the nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH)-dependent reduction of norcraugsodine to generate norbelladine. However, recent studies have highlighted possible alternative Amaryllidaceae alkaloid biosynthetic pathways via the formation of isovanillin and vanillin from the 4-O- and 3-O-methylation reactions of 3,4-dihydroxybenzaldehyde, respectively. Herein, we focused on NpsNBS and NpsNR, which were initially identified from Narcissus pseudonarcissus, and explored their substrate recognition tolerance by performing condensation reactions of tyramine with various benzaldehyde derivatives, to shed light on the Amaryllidaceae alkaloid biosynthetic pathway from the viewpoint of the enzymatic properties. The assays revealed that both NpsNBS and NpsNR lacked the abilities to produce 4′-O- and 3′-O-methylnorbelladine from isovanillin and vanillin with tyramine, respectively. These observations thus suggested that Amaryllidaceae alkaloids are biosynthesized from norbelladine, formed through the condensation/reduction reaction of 3,4-dihydroxybenzaldehyde with tyramine.

Three neo-clerodane diterpenoids, including two new tinocordifoliols A (1) and B (2) and one known tinopanoid R (3), were isolated from the ethyl acetate-soluble fraction of the 70% ethanol extract of Tinospora cordifolia stems. The structures were elucidated by various spectroscopic methods, including one dimensional (1D) and 2D-NMR, high resolution-electrospray ionization (HR-ESI)-MS, and electronic circular dichroism (ECD) data. The T. cordifolia extract and all isolated compounds 1–3 possessed arginase I inhibitory activities. Among them, 3 exhibited moderate competitive inhibition of human arginase I (IC50 = 61.9 µM). Furthermore, docking studies revealed that the presence of a β-substituted furan in 3 may play a key role in the arginase I inhibitory activities.

An 18-year-old man experienced refractory cardiogenic shock due to dilated cardiomyopathy of unknown aetiology, and was referred to our hospital to undergo a paracorporeal left ventricular assist device (LVAD) implantation. After surgery, the patient lost consciousness, with subsequent head computed tomography revealing low-density areas in the bilateral basal ganglia. Metabolic acidosis and hyperammonaemia also appeared. Metabolic evaluation and genetic tests led to a diagnosis of propionic acidemia. Following appropriate management of heart failure and propionic acidemia, his neurological and cardiac functions gradually recovered, and the paracorporeal LVAD was successfully explanted. Dilated cardiomyopathy and heart failure are rare manifestations of adult-onset propionic acidemia. This is the first reported case of cardiogenic shock due to propionic acidemia-associated cardiomyopathy successfully treated with a combination of mechanical circulatory support and medical therapy for heart failure and propionic acidemia.

Steviol glycosides (SGs) are noncaloric natural sweeteners found in the leaves of stevia (Stevia rebaudiana). These diterpene glycosides are biosynthesized by attaching varying numbers of monosaccharides, primarily glucose, to steviol aglycone. Rebaudioside (Reb) D and Reb M are highly glucosylated SGs that are valued for their superior sweetness and organoleptic properties, yet they are present in limited quantities in stevia leaves. This study aims to improve the substrate preference and catalytic efficiency of UDP-sugar-dependent glycosyltransferase UGT91D2 from stevia, which acts as a bottleneck in the biosynthesis of Reb D and Reb M. We modeled the structure of UGT91D2 and substituted two amino acid residues, Y134 and V155, which are located near the glycosyl acceptor and donor, respectively. Expression of the UGT91D2V155T in budding yeast significantly enhanced the production of Reb D and Reb M. Furthermore, transient expression in Nicotiana benthamiana revealed that the V155T substitution improved the glucosylation activity of UGT91D2, suggesting that this substitution enhances UDP-glucose binding and reduces side reactions involving nonglucose donors. By coexpressing multiple stevia UGT genes in N. benthamiana, we successfully produced highly glucosylated SGs from steviol. Our results provide insights into the substrate specificity of UGT91D2 and contribute to the engineering of SG biosynthesis.

In animals limiting oxygen upregulates hypoxia‐inducible factor (HIF) promoting a metabolic shift towards glycolysis. Factor inhibiting HIF (FIH) is an asparaginyl hydroxylase that regulates HIF function by reducing its interaction with histone acetyl transferases. HIF levels are negatively regulated by the HIF prolyl hydroxylases (PHDs), which like FIH, are 2‐oxoglutarate(2OG) oxygenases. Genetic loss of FIH promotes both glycolysis and aerobic metabolism. FIH has multiple non‐HIF substrates making it challenging to connect its biochemistry with physiology. A structure‐mechanism guided approach identified a highly potent in vivo active FIH inhibitor, ZG‐2291, binding of which promotes a conformational flip of a catalytically important tyrosine, enabling selective inhibition of FIH over other JmjC subfamily 2OG oxygenases. Consistent with genetic studies, ZG‐2291 promotes thermogenesis and ameliorates symptoms of obesity and metabolic dysfunction in ob/ob mice. The results reveal ZG‐2291 as a useful probe for the physiological functions of FIH and identify FIH inhibition as a promising strategy for obesity treatment.

In animals limiting oxygen upregulates hypoxia‐inducible factor (HIF) promoting a metabolic shift towards glycolysis. Factor inhibiting HIF (FIH) is an asparaginyl hydroxylase that regulates HIF function by reducing its interaction with histone acetyl transferases. HIF levels are negatively regulated by the HIF prolyl hydroxylases (PHDs), which like FIH, are 2‐oxoglutarate(2OG) oxygenases. Genetic loss of FIH promotes both glycolysis and aerobic metabolism. FIH has multiple non‐HIF substrates making it challenging to connect its biochemistry with physiology. A structure‐mechanism guided approach identified a highly potent in vivo active FIH inhibitor, ZG‐2291, binding of which promotes a conformational flip of a catalytically important tyrosine, enabling selective inhibition of FIH over other JmjC subfamily 2OG oxygenases. Consistent with genetic studies, ZG‐2291 promotes thermogenesis and ameliorates symptoms of obesity and metabolic dysfunction in ob/ob mice. The results reveal ZG‐2291 as a useful probe for the physiological functions of FIH and identify FIH inhibition as a promising strategy for obesity treatment.