Evolution of a secondary metabolic pathway from primary metabolism: shikimate and quinate biosynthesis in plants
Notice bibliographique
Résumé
The shikimate pathway synthesizes aromatic amino acids essential for protein biosynthesis. Shikimate dehydrogenase (SDH) is a central enzyme of this primary metabolic pathway, producing shikimate. The structurally similar quinate is a secondary metabolite synthesized by quinate dehydrogenase (QDH). SDH and QDH belong to the same gene family, which diverged into two phylogenetic clades after a defining gene duplication just prior to the angiosperm/gymnosperm split. Non-seed plants that diverged before this duplication harbour only a single gene of this family. Extant representatives from the chlorophytes (Chlamydomonas reinhardtii), bryophytes (Physcomitrella patens) and lycophytes (Selaginella moellendorfii) encoded almost exclusively SDH activity in vitro. A reconstructed ancestral sequence representing the node just prior to the gene duplication also encoded SDH activity. Quinate dehydrogenase activity was gained only in seed plants following gene duplication. Quinate dehydrogenases of gymnosperms, represented here by Pinus taeda, may be reminiscent of an evolutionary intermediate since they encode equal SDH and QDH activities. The second copy in P. taeda maintained specificity for shikimate similar to the activity found in the angiosperm SDH sister clade. The codon for a tyrosine residue within the active site displayed a signature of positive selection at the node defining the QDH clade, where it changed to a glycine. Replacing the tyrosine with a glycine in a highly shikimate-specific angiosperm SDH was sufficient to gain some QDH function. Thus, very few mutations were necessary to facilitate the evolution of QDH genes.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».