The Solvent-Exposed Fe–S D-Cluster Contributes to Oxygen-Resistance in <i>Desulfovibrio vulgaris</i> Ni–Fe Carbon Monoxide Dehydrogenase
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Ni–Fe CO-dehydrogenases (CODHs) catalyze the conversion between CO and CO2 using a chain of Fe–S clusters to mediate long-range electron transfer. One of these clusters, the D-cluster, is surface-exposed and serves to transfer electrons between CODH and external redox partners. These enzymes tend to be extremely O2-sensitive and are always manipulated under strictly anaerobic conditions. However, the CODH from Desulfovibrio vulgaris (Dv) appears unique: exposure to micromolar concentrations of O2 on the minutes-time scale only reversibly inhibits the enzyme, and full activity is recovered after reduction. Here, we examine whether this unusual property of Dv CODH results from the nature of its D-cluster, which is a [2Fe-2S] cluster, instead of the [4Fe-4S] cluster observed in all other characterized CODHs. To this aim, we produced and characterized a Dv CODH variant where the [2Fe-2S] D-cluster is replaced with a [4Fe-4S] D-cluster through mutagenesis of the D-cluster–binding sequence motif. We determined the crystal structure of this CODH variant to 1.83-Å resolution and confirmed the incorporation of a [4Fe-4S] D-cluster. We show that upon long-term O2-exposure, the [4Fe-4S] D-cluster degrades, whereas the [2Fe-2S] D-cluster remains intact. Crystal structures of the Dv CODH variant exposed to O2 for increasing periods of time provide snapshots of [4Fe-4S] D-cluster degradation. We further show that the WT enzyme purified under aerobic conditions retains 30% activity relative to a fully anaerobic purification, compared to 10% for the variant, and the WT enzyme loses activity more slowly than the variant upon prolonged aerobic storage. The D-cluster is therefore a key site of irreversible oxidative damage in Dv CODH, and the presence of a [2Fe-2S] D-cluster contributes to the O2-tolerance of this enzyme. Together, these results relate O2-sensitivity with the details of the protein structure in this family of enzymes.
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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 ».