Ancestral archaea expanded the genetic code with pyrrolysine
Notice bibliographique
Résumé
The pyrrolysyl-tRNA synthetase (PylRS) facilitates the cotranslational installation of the 22nd amino acid pyrrolysine.Owing to its tolerance for diverse amino acid substrates, and its orthogonality in multiple organisms, PylRS has emerged as a major route to install noncanonical amino acids into proteins in living cells.Recently, a novel class of PylRS enzymes was identified in a subset of methanogenic archaea.Enzymes within this class (ΔPylSn) lack the N-terminal tRNA-binding domain that is widely conserved amongst PylRS enzymes, yet remain active and orthogonal in bacteria and eukaryotes.In this study, we use biochemical and in vivo UAG-readthrough assays to characterize the aminoacylation efficiency and substrate spectrum of a ΔPylSn class PylRS from the archaeon Candidatus Methanomethylophilus alvus.We show that, compared with the full-length enzyme from Methanosarcina mazei, the Ca.M. alvus PylRS displays reduced aminoacylation efficiency but an expanded amino acid substrate spectrum.To gain insight into the evolution of ΔPylSn enzymes, we performed molecular phylogeny using 156 PylRS and 105 pyrrolysine tRNA (tRNA Pyl ) sequences from diverse archaea and bacteria.This analysis suggests that the PylRStRNA Pyl pair diverged before the evolution of the three domains of life, placing an early limit on the evolution of the Pyl-decoding trait.Furthermore, our results document the coevolutionary history of PylRS and tRNA Pyl and reveal the emergence of tRNA Pyl sequences with unique A73 and U73 discriminator bases.The orthogonality of these tRNA Pyl species with the more common G73-containing tRNA Pyl will enable future efforts to engineer PylRS systems for further genetic code expansion.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,002 |
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 ».