بیان هترولوگ دی اکسیژناز ۴-۳ برشی Bixa orellana کروسین را هدایت می‌کند اما بیوسنتز بیکسین را هدایت نمی‌کند.

آناتو (Bixa orellana) یک درختچه چند ساله بومی قاره آمریکا است و بیکسین، که از دانه‌های آن مشتق می‌شود، یک آپوکاروتنوئید متوکسیله شده است که به عنوان رنگ‌دهنده غذایی و آرایشی استفاده می‌شود. دو گزارش قبلی ادعا کردند که دی‌اکسیژناز برش کاروتنوئید (CCD) را که مسئول تولید پیش‌ساز احتمالی بیکسین، دی‌آلدئید بیکسین آپوکاروتنال C24 است، جدا کرده‌اند. ما فعالیت شش CCD بیکسا را ​​دوباره ارزیابی کردیم و دریافتیم که هیچ یک از آنها مقادیر قابل توجهی دی‌آلدئید بیکسین در اشریشیا کلی تولید نمی‌کنند. به طور غیرمنتظره‌ای، BoCCD4-3 کاروتنوئیدهای مختلف (لیکوپن، بتاکاروتن و زآگزانتین) را تجزیه کرد تا دی‌آلدئید کروستین آپوکاروتنال C20، پیش‌ساز شناخته شده کروسین‌ها، که آپوکاروتنوئیدهای گلیکوزیله شده انباشته شده در کلاله زعفران هستند، را تولید کند. BoCCD4-3 فاقد یک پپتید انتقالی قابل تشخیص است اما در پلاستیدها، محل اصلی تجمع کاروتنوئیدها در سلول‌های گیاهی، متمرکز شده است. بیان BoCCD4-3 در برگ‌های Nicotiana benthamiana (بیان گذرا)، برگ‌های تنباکو (Nicotiana tabacum) (تبدیل کلروپلاست، تحت کنترل یک ریبوسوئیچ مصنوعی) و همراه با یک گلیکوزیل ترانسفراز کروستین زعفران، در میوه‌های گوجه‌فرنگی (Solanum lycopersicum) (تبدیل هسته‌ای) منجر به سطوح بالای تجمع کروسین شد و به بالاترین سطح (بیش از 100 میکروگرم بر گرم وزن خشک) در میوه‌های گوجه‌فرنگی رسید که همچنین مشخصات کروسین مشابه زعفران را با کروسین‌های بسیار گلیکوزیله به عنوان ترکیبات اصلی نشان داد. بنابراین، در حالی که مسیر بیوسنتز بیکسین هنوز حل نشده است، BoCCD4-3 می‌تواند برای مهندسی متابولیک کروسین‌ها در طیف وسیعی از بافت‌های مختلف گیاهی مورد استفاده قرار گیرد.

Annatto (Bixa orellana) is a perennial shrub native to the Americas, and bixin, derived from its seeds, is a methoxylated apocarotenoid used as a food and cosmetic colorant. Two previous reports claimed to have isolated the carotenoid cleavage dioxygenase (CCD) responsible for the production of the putative precursor of bixin, the C24 apocarotenal bixin dialdehyde. We re-assessed the activity of six Bixa CCDs and found that none of them produced substantial amounts of bixin dialdehyde in Escherichia coli. Unexpectedly, BoCCD4-3 cleaved different carotenoids (lycopene, β-carotene, and zeaxanthin) to yield the C20 apocarotenal crocetin dialdehyde, the known precursor of crocins, which are glycosylated apocarotenoids accumulated in saffron stigmas. BoCCD4-3 lacks a recognizable transit peptide but localized to plastids, the main site of carotenoid accumulation in plant cells. Expression of BoCCD4-3 in Nicotiana benthamiana leaves (transient expression), tobacco (Nicotiana tabacum) leaves (chloroplast transformation, under the control of a synthetic riboswitch), and in conjunction with a saffron crocetin glycosyl transferase, in tomato (Solanum lycopersicum) fruits (nuclear transformation) led to high levels of crocin accumulation, reaching the highest levels (>100 µg/g dry weight) in tomato fruits, which also showed a crocin profile similar to that found in saffron, with highly glycosylated crocins as major compounds. Thus, while the bixin biosynthesis pathway remains unresolved, BoCCD4-3 can be used for the metabolic engineering of crocins in a wide range of different plant tissues.