Structure-function analysis of distant diphtheria toxin homologs reveals insights into host adaptation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Diphtheria toxin (DT) is the archetype of bacterial exotoxins implicated in human diseases and has played a central role in defining the field of toxinology since its discovery in 1888. Despite being one of the most extensively characterized bacterial toxins, the origins and molecular evolution of DT host specialization remain unknown. Here, we determined high-resolution structures of two recently discovered distant homologs of DT. These DT-like proteins from non-human associated Streptomyces albireticuli (17% identity to DT) and Seinonella peptonophila (20% identity to DT) display remarkable structural similarity to DT enabling a comparative investigation into DT’s unique toxicity toward mammalian cells. We find that the individual domains of DT-like toxins retain two critical features of DT’s activity: full catalytic function and ability to translocate across mammalian cell membranes. However, we show that receptor-binding, pH-dependent pore-formation and proteolytic release of the cytotoxic enzyme into the cytosol are not optimized for human cell physiology and thus unable to efficiently deliver the cytotoxic cargo into human hosts. Our work provides structural insights into DT’s evolutionary history, and implies key transitions required for the emergence of human-specificity of a major bacterial exotoxin with an important history in human disease.
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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 ».