Functional Divergence and Convergent Evolution in the Plastid-Targeted Glyceraldehyde-3-Phosphate Dehydrogenases of Diverse Eukaryotic Algae
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) is a key enzyme of the glycolytic pathway, reversibly catalyzing the sixth step of glycolysis and concurrently reducing the coenzyme NAD(+) to NADH. In photosynthetic organisms a GAPDH paralog (Gap2 in Cyanobacteria, GapA in most photosynthetic eukaryotes) functions in the Calvin cycle, performing the reverse of the glycolytic reaction and using the coenzyme NADPH preferentially. In a number of photosynthetic eukaryotes that acquired their plastid by the secondary endosymbiosis of a eukaryotic red alga (Alveolates, haptophytes, cryptomonads and stramenopiles) GapA has been apparently replaced with a paralog of the host's own cytosolic GAPDH (GapC1). Plastid GapC1 and GapA therefore represent two independent cases of functional divergence and adaptations to the Calvin cycle entailing a shift in subcellular targeting and a shift in binding preference from NAD(+) to NADPH. METHODS: We used the programs FunDi, GroupSim, and Difference Evolutionary-Trace to detect sites involved in the functional divergence of these two groups of GAPDH sequences and to identify potential cases of convergent evolution in the Calvin-cycle adapted GapA and GapC1 families. Sites identified as being functionally divergent by all or some of these programs were then investigated with respect to their possible roles in the structure and function of both glycolytic and plastid-targeted GAPDH isoforms. CONCLUSIONS: In this work we found substantial evidence for convergent evolution in GapA/B and GapC1. In many cases sites in GAPDHs of these groups converged on identical amino acid residues in specific positions of the protein known to play a role in the function and regulation of plastid-functioning enzymes relative to their cytosolic counterparts. In addition, we demonstrate that bioinformatic software like FunDi are important tools for the generation of meaningful biological hypotheses that can then be tested with direct experimental techniques.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».