Defining a Structural and Kinetic Rationale for Paralogous Copies of Phenylacetate-CoA Ligases from the Cystic Fibrosis Pathogen Burkholderia cenocepacia J2315
Notice bibliographique
Résumé
The phenylacetic acid (PAA) degradation pathway is the sole aerobic route for phenylacetic acid metabolism in bacteria and facilitates degradation of environmental pollutants such as styrene and ethylbenzene. The PAA pathway also is implicated in promoting Burkholderia cenocepacia infections in cystic fibrosis patients. Intriguingly, the first enzyme in the PAA pathway is present in two copies (paaK1 and paaK2), yet each subsequent enzyme is present in only a single copy. Furthermore, sequence divergence indicates that PaaK1 and PaaK2 form a unique subgroup within the adenylate-forming enzyme (AFE) superfamily. To establish a biochemical rationale for the existence of the PaaK paralogs in B. cenocepacia, we present high resolution x-ray crystal structures of a selenomethionine derivative of PaaK1 in complex with ATP and adenylated phenylacetate intermediate complexes of PaaK1 and PaaK2 in distinct conformations. Structural analysis reveals a novel N-terminal microdomain that may serve to recruit subsequent PAA enzymes, whereas a bifunctional role is proposed for the P-loop in stabilizing the C-terminal domain in conformation 2. The potential for different kinetic profiles was suggested by a structurally divergent extension of the aryl substrate pocket in PaaK1 relative to PaaK2. Functional characterization confirmed this prediction, with PaaK1 possessing a lower K(m) for phenylacetic acid and better able to accommodate 3' and 4' substitutions on the phenyl ring. Collectively, these results offer detailed insight into the reaction mechanism of a novel subgroup of the AFE superfamily and provide a clear biochemical rationale for the presence of paralogous copies of PaaK of B. cenocepacia.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».