Perchlorate Reductase Is Distinguished by Active Site Aromatic Gate Residues
Notice bibliographique
Résumé
Perchlorate is an important ion on both Earth and Mars. Perchlorate reductase (PcrAB), a specialized member of the dimethylsulfoxide reductase superfamily, catalyzes the first step of microbial perchlorate respiration, but little is known about the biochemistry, specificity, structure, and mechanism of PcrAB. Here we characterize the biophysics and phylogeny of this enzyme and report the 1.86-Å resolution PcrAB complex crystal structure. Biochemical analysis revealed a relatively high perchlorate affinity (Km = 6 μm) and a characteristic substrate inhibition compared with the highly similar respiratory nitrate reductase NarGHI, which has a relatively much lower affinity for perchlorate (Km = 1.1 mm) and no substrate inhibition. Structural analysis of oxidized and reduced PcrAB with and without the substrate analog SeO3 (2-) bound to the active site identified key residues in the positively charged and funnel-shaped substrate access tunnel that gated substrate entrance and product release while trapping transiently produced chlorate. The structures suggest gating was associated with shifts of a Phe residue between open and closed conformations plus an Asp residue carboxylate shift between monodentate and bidentate coordination to the active site molybdenum atom. Taken together, structural and mutational analyses of gate residues suggest key roles of these gate residues for substrate entrance and product release. Our combined results provide the first detailed structural insight into the mechanism of biological perchlorate reduction, a critical component of the chlorine redox cycle on Earth.
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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 | 0,000 | 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 ».