Structural Explanation for Allolactose (lac Operon Inducer) Synthesis by lacZ β-Galactosidase and the Evolutionary Relationship between Allolactose Synthesis and the lac Repressor
Notice bibliographique
Résumé
β-Galactosidase (lacZ) has bifunctional activity. It hydrolyzes lactose to galactose and glucose and catalyzes the intramolecular isomerization of lactose to allolactose, the lac operon inducer. β-Galactosidase promotes the isomerization by means of an acceptor site that binds glucose after its cleavage from lactose and thus delays its exit from the site. However, because of its relatively low affinity for glucose, details of this site have remained elusive. We present structural data mapping the glucose site based on a substituted enzyme (G794A-β-galactosidase) that traps allolactose. Various lines of evidence indicate that the glucose of the trapped allolactose is in the acceptor position. The evidence includes structures with Bis-Tris (2,2-bis(hydroxymethyl)-2,2',2″-nitrilotriethanol) and L-ribose in the site and kinetic binding studies with substituted β-galactosidases. The site is composed of Asn-102, His-418, Lys-517, Ser-796, Glu-797, and Trp-999. Ser-796 and Glu-797 are part of a loop (residues 795-803) that closes over the active site. This loop appears essential for the bifunctional nature of the enzyme because it helps form the glucose binding site. In addition, because the loop is mobile, glucose binding is transient, allowing the release of some glucose. Bioinformatics studies showed that the residues important for interacting with glucose are only conserved in a subset of related enzymes. Thus, intramolecular isomerization is not a universal feature of β-galactosidases. Genomic analyses indicated that lac repressors were co-selected only within the conserved subset. This shows that the glucose binding site of β-galactosidase played an important role in lac operon evolution.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 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 ».