Identification of a broadly conserved family of enzymes that hydrolyze (p)ppApp
Notice bibliographique
Résumé
Bacteria produce a variety of nucleotide second messengers to adapt to their surroundings. Although chemically similar, the nucleotides guanosine penta- and tetraphosphate [(p)ppGpp] and adenosine penta- and tetraphosphate [(p)ppApp] have distinct functions in bacteria. (p)ppGpp mediates survival under nutrient-limiting conditions and its intracellular levels are regulated by synthetases and hydrolases belonging to the RelA-SpoT homolog (RSH) family of enzymes. By contrast, (p)ppApp is not known to be involved in nutrient stress responses and is synthesized by RSH-resembling toxins that inhibit the growth of bacterial cells. However, it remains unclear whether there exists a family of hydrolases that specifically act on (p)ppApp to reverse its toxic effects. Here, we present the structure and biochemical characterization of adenosine 3'-pyrophosphohydrolase 1 (Aph1), the founding member of a monofunctional (p)ppApp hydrolase family of enzymes. Our work reveals that Aph1 adopts a histidine-aspartate (HD)-domain fold characteristic of phosphohydrolase metalloenzymes and its activity mitigates the growth inhibitory effects of (p)ppApp-synthesizing toxins. Using an informatic approach, we identify over 2,000 putative (p)ppApp hydrolases that are widely distributed across bacterial phyla and found in diverse genomic contexts, and we demonstrate that 12 representative members hydrolyze ppApp. In addition, our in silico analyses reveal a unique molecular signature that is specific to (p)ppApp hydrolases, and we show that mutation of two residues within this signature broadens the specificity of Aph1 to promiscuously hydrolyze (p)ppGpp in vitro. Overall, our findings indicate that like (p)ppGpp hydrolases, (p)ppApp hydrolases are widespread in bacteria and may play important and underappreciated role(s) in bacterial physiology.
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».