Parallel evolution of non-homologous isofunctional enzymes in methionine biosynthesis

Autor: Aline Mariage, Agnès Pinet-Turpault, Antoine Danchin, Ekaterina Darii, Véronique de Berardinis, Claudine Médigue, Carine Vergne-Vaxelaire, Anne Zaparucha, François Artiguenave, Clémence Brewee, David Vallenet, Thomas Bessonnet, Jean-Louis Petit, Pascal Bazire, Jean Weissenbach, Marcel Salanoubat, Virginie Pellouin, Marielle Besnard-Gonnet, Alain Perret, Adrien Debard, Karine Bastard
Přispěvatelé: Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Génomique métabolique (UMR 8030), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Saclay, Centre National de Génotypage (CNG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Unité de Recherche sur les Maladies Cardiovasculaires, du Métabolisme et de la Nutrition = Research Unit on Cardiovascular and Metabolic Diseases (ICAN), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Institut de Cardiométabolisme et Nutrition = Institute of Cardiometabolism and Nutrition [CHU Pitié Salpêtrière] (IHU ICAN), CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), This work was supported by Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), the CNRS and the University of Evry Val d’Essonne, Savelli, Bruno, Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité de Recherche sur les Maladies Cardiovasculaires, du Métabolisme et de la Nutrition = Institute of cardiometabolism and nutrition (ICAN), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (APHP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [APHP]-Sorbonne Université (SU), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU), Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Nature Chemical Biology
Nature Chemical Biology, 2017, 13, pp.858-866. ⟨10.1038/nchembio.2397⟩
Nature Chemical Biology, Nature Publishing Group, 2017, 13, pp.858-866. ⟨10.1038/nchembio.2397⟩
ISSN: 1552-4469
1552-4450
DOI: 10.1038/nchembio.2397⟩
Popis: MetA and MetX are phylogenetically unrelated families of acyl-L-homoserine transferases. Experimental assignation of function and structural modeling of these families correct widespread misannotation, reveal convergence of function and uncover new functions in a subclass of MetX. Experimental validation of enzyme function is crucial for genome interpretation, but it remains challenging because it cannot be scaled up to accommodate the constant accumulation of genome sequences. We tackled this issue for the MetA and MetX enzyme families, phylogenetically unrelated families of acyl-L-homoserine transferases involved in L-methionine biosynthesis. Members of these families are prone to incorrect annotation because MetX and MetA enzymes are assumed to always use acetyl-CoA and succinyl-CoA, respectively. We determined the enzymatic activities of 100 enzymes from diverse species, and interpreted the results by structural classification of active sites based on protein structure modeling. We predict that >60% of the 10,000 sequences from these families currently present in databases are incorrectly annotated, and suggest that acetyl-CoA was originally the sole substrate of these isofunctional enzymes, which evolved to use exclusively succinyl-CoA in the most recent bacteria. We also uncovered a divergent subgroup of MetX enzymes in fungi that participate only in L-cysteine biosynthesis as O-succinyl-L-serine transferases.
Databáze: OpenAIRE
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