Evolution of Function in the “Two Dinucleotide Binding Domains” Flavoproteins
Notice bibliographique
Résumé
Structural and biochemical constraints force some segments of proteins to evolve more slowly than others, often allowing identification of conserved structural or sequence motifs that can be associated with substrate binding properties, chemical mechanisms, and molecular functions. We have assessed the functional and structural constraints imposed by cofactors on the evolution of new functions in a superfamily of flavoproteins characterized by two-dinucleotide binding domains, the "two dinucleotide binding domains" flavoproteins (tDBDF) superfamily. Although these enzymes catalyze many different types of oxidation/reduction reactions, each is initiated by a stereospecific hydride transfer reaction between two cofactors, a pyridine nucleotide and flavin adenine dinucleotide (FAD). Sequence and structural analysis of more than 1,600 members of the superfamily reveals new members and identifies details of the evolutionary connections among them. Our analysis shows that in all of the highly divergent families within the superfamily, these cofactors adopt a conserved configuration optimal for stereospecific hydride transfer that is stabilized by specific interactions with amino acids from several motifs distributed among both dinucleotide binding domains. The conservation of cofactor configuration in the active site restricts the pyridine nucleotide to interact with FAD from the re-side, limiting the flow of electrons from the re-side to the si-side. This directionality of electron flow constrains interactions with the different partner proteins of different families to occur on the same face of the cofactor binding domains. As a result, superimposing the structures of tDBDFs aligns not only these interacting proteins, but also their constituent electron acceptors, including heme and iron-sulfur clusters. Thus, not only are specific aspects of the cofactor-directed chemical mechanism conserved across the superfamily, the constraints they impose are manifested in the mode of protein-protein interactions. Overlaid on this foundation of conserved interactions, nature has conscripted different protein partners to serve as electron acceptors, thereby generating diversification of function across the superfamily.
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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 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».