Kinetic characterization of annotated glycolytic enzymes present in cellulose-fermenting Clostridium thermocellum suggests different metabolic roles
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background The efficient production of sustainable biofuels is important for the reduction of greenhouse gas emissions.Clostridium thermocellumATCC 27405 is a candidate for ethanol production from lignocellulosic biomass using consolidated bioprocessing. Fermentation of cellulosic biomass goes through an atypical glycolytic pathway in this thermophilic bacterium, with various glycolytic enzymes capable of utilizing different phosphate donors, including GTP and inorganic pyrophosphate (PPi), in addition to or in place of the usual ATP.C.thermocellum contains three annotated phosphofructokinases (PFK) genes, the expression of which have all been detected through proteomics and transcriptomics. Pfp (Cthe_0347) was previously characterized as pyrophosphate dependent with fructose-6-phosphate (F6P) as its substrate. Results We now demonstrate that this enzyme can also phosphorylate sedoheptulose-7-phosphate (an intermediate in the pentose phosphate pathway), with theVmaxandKmof F6P being approximately 15 folds higher and 43 folds lower, respectively, in comparison to sedoheptulose-7-phosphate. Purified PfkA shows preference for GTP as the phosphate donor as opposed to ATP with a 12.5-fold difference inKmvalues while phosphorylating F6P. Allosteric regulation is a factor at play in PfkA activity, with F6P exhibiting positive cooperativity, and an apparent requirement for ammonium ions to attain maximal activity. Phosphoenolpyruvate and PPiwere the only inhibitors for PfkA determined from the study, which corroborates what is known about enzymes from this subfamily. The activation or inhibition by these ligands lends support to the argument that glycolysis is regulated by metabolites such as PPiand NH4+in the organism. PfkB, showed no activity with F6P, but had significant activity with fructose, while utilizing either ATP or GTP, making it a fructokinase. Rounding out the upper glycolysis pathway, the identity of the fructose-1,6-bisphosphate aldolase in the genome was verified and reported to have substantial activity with fructose-1,6-bisphosphate, in the presence of the divalent ion, Zn2+. Conclusion These findings along with previous proteomic data suggest that Pfp, plays a role in both glycolysis and the pentose phosphate pathway, while PfkA and PfkB may phosphorylate sugars in glycolysis but is responsible for sugar metabolism elsewhere under conditions outside of growth on sufficient cellobiose.
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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 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 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 ».