Cofactor Tail Length Modulates Catalysis of Bacterial F420-Dependent Oxidoreductases
Notice bibliographique
Résumé
F420 is a microbial cofactor that mediates a wide range of physiologically important and industrially relevant redox reactions, including in methanogenesis and tetracycline biosynthesis. This deazaflavin comprises a redox-active isoalloxazine headgroup conjugated to a lactyloligoglutamyl tail. Here we studied the catalytic significance of the oligoglutamate chain, which differs in length between bacteria and archaea. We purified short-chain F420 (two glutamates) from a methanogen isolate and long-chain F420 (five to eight glutamates) from a recombinant mycobacterium, confirming their different chain lengths by HPLC and LC/MS analysis. F420 purified from both sources was catalytically compatible with purified enzymes from the three major bacterial families of F420-dependent oxidoreductases. However, long-chain F420 bound to these enzymes with a six- to ten-fold higher affinity than short-chain F420. The cofactor side chain also significantly modulated the kinetics of the enzymes, with long-chain F420 increasing the substrate affinity (lower Km) but reducing the turnover rate (lower kcat) of the enzymes. Molecular dynamics simulations and comparative structural analysis suggest that the oligoglutamate chain of F420 makes dynamic electrostatic interactions with conserved surface residues of the oxidoreductases while the headgroup binds the catalytic site. In conjunction with the kinetic data, this suggests that electrostatic interactions made by the oligoglutamate tail result in higher-affinity, lower-turnover catalysis. Physiologically, we propose that bacteria have selected for long-chain F420 to better control cellular redox reactions despite tradeoffs in catalytic rate. Conversely, this suggests that industrial use of shorter-length F420 will greatly increase the rates of bioremediation and biocatalysis processes relying on purified F420-dependent oxidoreductases.
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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.
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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 ».