古细菌Ubiquitin-Like蛋白质:功能多功能性和假定的祖先参与tRNA修改了比较基因组分析

文摘

最近发现的蛋白质改性桑普,ubiquitin-like archaeon (Ubl)的蛋白质Haloferax volcanii,促使一个全面的比较基因组分析的热点Ubl蛋白基因和酶的基因被认为是功能与Ubl蛋白质有关。这个分析显示,大多数古生菌编码Ubl蛋白质的两个主要的组的成员掌握褶皱,这和MoaD家庭,表明这个家庭基因很少与硫胺素或Mo / W辅因子代谢酶的基因,而是最常与酶的tRNA基因修改。因此假设的祖先功能热点Ubl插入修改核苷酸硫转运rna,蛋白质的活动类似于URM1在真核生物蛋白质。加上额外的,先前描述基因组关联,这些研究结果表明,系统对蛋白质质量控制操作在不同的水平,包括tRNA修改控制翻译富达,蛋白质泛素化调节蛋白质降解,,可能,信使rna降解外来体,在功能上与进化相关。

1。介绍

蛋白质泛素化(ubiquitylation)是一个祖先,关键在真核生物过程控制蛋白质贩运和营业额,信号,异染色质重塑等过程1- - - - - -3]。所有真核生物拥有一个精心设计的系统,包括各种各样的小型蛋白质的泛素(乌兰巴托)家庭,E1 Ub-activating, E2 Ub-conjugating, E3 Ub-ligase酶,以及一个广泛的多样性deubiquitinating酶(配音)1,2,4]。泛素结合通过形成isopeptide债券e-amino组两个守恒的赖氨酸的乌兰巴托分子(K48和K63)决定的命运大多数蛋白在真核细胞,形态发生和恶化。Ub-centered信号系统的功能是调节通过众多的活动,具体Ub-binding域和蛋白质。

泛素是一种最高度保守的真核蛋白质,乌兰巴托的进化系统相当深入研究[1,5- - - - - -8]。特别是,它已经表明,乌兰巴托同系物在细菌和古生菌中最有可能参与硫胺素和钼钨(钼)/ (W)代数余子式生物合成与功能联系E1酶同系物;此外,E2家族蛋白质和同系物metal-dependent配音Jab1 /或然数家庭已发现在一些细菌与Ub-like (Ubl)和E1-like蛋白质,导致假设这些蛋白质可能引起Ub-system真核生物;相比之下,E3酶似乎是特定于真核生物(1,7]。事实上,有一些步骤硫胺素和Mo / W代数余子式,这些生物合成的生化特性将相当于乌兰巴托接合。这些步骤包括硫进入各自的分子介导的Ubl硫磺运输船蛋白质或MoaD家庭。这些Ubl蛋白质激活腺苷酸E1-like ThiF和MoeB家庭的酶,在接下来的步骤中,硫硫转移酶结合的isc或rhodanese家庭,通过一个中间过硫化物硫转移到其目标(-S-S-H)活性部位形成的半胱氨酸1,7,9- - - - - -13]。

这/ MoaD真核蛋白质乌兰巴托和原核生物蛋白质家族拥有相同的掌握折叠(14,15)和一个守恒的羧基末端甘氨酸由E1-like激活的关键酶(9,10,12,13]。最近,一种蛋白质改性体系,称为pupylation,但不是功能相当的同源乌兰巴托系统已被发现结核分枝杆菌(16,17]。该系统的两个关键组件是小狗的小蛋白和酶PafA小狗接合的至关重要nh₂赖氨酸在几个目标蛋白质组(16,17]。pupylated蛋白质是针对分枝杆菌蛋白酶体降解的18]。直到最近,没有迹象表明,古生菌Ubl比代数余子式生物合成蛋白质执行其他功能,特别是考虑到未发现古细菌E2-like蛋白(7,8]。此外,有一些怀疑,这样蛋白质古生菌实际上是参与硫胺素生物合成,因为与细菌的情况下,各自的基因不属于同一基因社区与其他生物合成基因,硫胺素和硫胺生物合成的另一个途径提出了在古细菌和真核生物7,19,20.]。

在最近的一个引人注目的发展,参与两个叫做桑普Ubl蛋白质(年代购物中心一个rchaeal米odifierproteins) halobacterium蛋白质结合已被证实Haloferax volcanii(21]。似乎因为SAMPylated蛋白质积聚在proteasome-deficient突变体和SAMPylation的目标包括古生菌的无处不在的代谢和辅助系统,Humbard等人推测,真核乌兰巴托系统是从SAMPylation机械或相关热点系统[21]。这些开创性的结果促使我们进行深入比较基因组和序列分析的热点Ubl相关的蛋白质和基因产物;这一分析得出的预测很多功能和视角的转变可能祖先Ub-like蛋白质的功能。

2。材料和方法

最近更新的arCOG数据库22),其中包括70年完整的古细菌基因组(ftp://ftp.ncbi.nih.gov/pub/wolf/COGs/arCOG/)是用于分析系统模式相关的基因。相同的数据库也用于序列检索。NCBI Refseq数据库(23)是用于检索基因组上下文的信息。蛋白质序列数据库搜索进行使用PSI-BLAST [24)和一个包含阈值值为0.01,没有composition-based统计校正。额外的序列数据库搜索进行使用HHPred程序包括二级结构预测的一部分搜索(25]。PSI-BLAST和HHPred搜索允许通过相似性预测蛋白质折叠的蛋白质的结构。

蛋白质序列的多重比对了使用Promals3D程序(26),其次是最小的手动校正局部比对的基础上获得使用PSI-BLAST [24]。蛋白质二级结构预测使用PSIPRED程序构造多个比对查询蛋白质的同源染色体(当可用)和雇佣这些比对预测(27]。最大似然(ML)系统发育树是由使用MOLPHY程序(28)与当地JTT替换矩阵进行重排的原始惠誉树(29日]。MOLPHY程序也被用于计算雷尔引导值从10000年复制。

3所示。结果与讨论

3.1。Ubl古生菌的蛋白质及其分类

对于本文的目的,我们定义Ubl蛋白质广泛,从功能角度,而不是相同的,也就是说,小蛋白质功能如硫运营商辅酶修改其他蛋白质的生物合成和其他代谢反应或通过接合,包括isopeptide债券形成。所以定义,Ubl蛋白质包括采用的乌兰巴托同系物掌握折叠,Pup-like蛋白质,和额外的蛋白质推断函数通过一个类似的机制的基础上,融合基因,基因社区和不同的序列(见下文)。

为了识别潜在的Ubl蛋白质古生菌尽可能完全,我们使用两种方法。首先,我们执行PSI-BLAST搜索与古细菌的子集NR数据库使用查询所有先前确定的代表Ubl蛋白家族(1,7,8]。所有这些搜索发现的蛋白质都与更新arCOG数据库(见[22)和部分2)。的arCOGs列表包含潜在Ubl蛋白质在补充表S1可用http://dx.doi.org/10.1155/2010/710303。这个搜索允许我们检测几失踪Ubl蛋白家族的成员,包括这样的蛋白质(NEQ520)Nanoarchaeum equitans有机体,以前没有注意到编码Ubl蛋白质。第二种方法是基于c端图案的识别多个arCOGs比对。它已经表明,Ubl蛋白质(包括掌握蛋白质和Pup-related蛋白质)拥有功能基本双甘氨酸(GG)主题在糖基1,7,8,21]。此外,我们注意到其中的一个掌握相关arCOGs Halobacteria (arCOG00539)包含一个双半胱氨酸(CC) c端主题。所以我们重建的共识序列多重比对的arCOGs和搜索的家庭,由小蛋白(200 aa)守恒GG或CC c端主题。干脆我们确定了8 arCOGs符合这些标准:6属于掌握折,7日(arCOG06308)具有tata结合蛋白质——(真沸点)像褶皱(这些蛋白质包含c端GG主题和Halobacteria特有),第八个是但一个个家庭(arCOG08988)“CC”c端也是Halobacteria特定主题。蛋白质在后者家庭预计拥有的模式(helix-helix -二级结构元素链),显然是不同的掌握折叠或TBP-like褶皱但像小狗域(7,8]。所有这些arCOGs的系统模式表明,在古生菌,Ubl蛋白质(主要是掌握域蛋白质)只从几个产甲烷菌的基因组缺失,即产甲烷球菌属jannaschii,Methanopyrus kandleri和产甲烷球菌属aeolicus。

我们分析了所有arCOGs包括掌握蛋白质折叠Ubl通过构造一个多个对齐(补充图S1)和系统发育树(图1:最大似然树重建使用MOLPHY程序(28从76年信息在多个位置对齐)。雷尔引导值显示为选定的主要分支:支持的分支50%是用黑色的圆圈标记。序列是用他们的胃肠道数字,缩写为物种的名字,arCOG数量这个序列被分配在arCOG数据库。颜色编码序列给出如下:blue-euryarchaea;orange-crenarchaea;brown-thaumarchaea;pink-korarchaea;黑色- - - - - -Nanoarchaeum equitans。主要haloarchaeal枝是阴影。蛋白质分析的最新研究SAMPylation [21)用Haloferax volcanii蛋白质标识和颜色为红色。MoaD子树,预计联想与一个或多个岩豚鼠生物合成基因绿色圆圈所示。其他基因的邻居表示树的右边显示(红色)的基因名称,完整的蛋白质名称,或arCOG。基因与Ubl是以下:E1-Ubl激活酶,ThiF / HesA家庭;优势、钨辅因子包含酶醛铁氧还蛋白氧化还原酶;SseA, Rhodanese-related sulfurtransferase;一团,乙二醛酶;SfsA、糖发酵刺激蛋白质;OcmC,酶类)。在这种情况下,一个高度可靠的树拓扑由于无法获得小尺寸的Ubl蛋白质导致少量的信息的位置。 This caveat notwithstanding, the tree consisted of the two major previously established branches that correspond, respectively, to the ThiS and MoaD families [7];此外,拓扑是兼容与古细菌分类和合理的分类Ubl蛋白质来自arCOGs(图1)。因此,这棵树提供了一个有用的框架,用于分类和潜在功能的推论。MoaD分支包括几乎两倍的蛋白质作为这个分支。几个lineage-specific重复起源于MoaD分支包括Crenarchaea Halobacteria-specific重复。几个水平基因转移可能也明显的情况下,例如,一些euryarchaeal分支内crenarchaeal MoaD分支的一部分,相反,有些crenarchaea嵌入到euryarchaeal这个分支的一部分。蛋白质在特定于Sulfolobales arCOG00540,到目前为止还没有被标注为Ubl蛋白质,与arCOG00537特定集群Thermoproteales似乎在这个分支,指着crenarchaea额外的复制。树也揭示了一个可能的错误arCOG Thaumarchaea作业,因为两个Thaumarchaeal蛋白质(GI: 161528937和胃肠道:118195088)属于arCOG00535而不是arCOG00536。鉴于Ubl蛋白质多样性两个分支树,似乎最有可能最后古细菌共同祖先(LACA)至少两个Ubl蛋白质编码掌握代表了这个折起来MoaD家庭。

3.2。为Ubl蛋白质基因背景和域融合分析

基因背景和域融合分析中央工具“牵连”下的推理方法,广泛用于预测功能连接无特征基因(30.- - - - - -33]。大多数域融合可以自动从arCOGs因为检索算法arCOG建设包括蛋白质划分为多个域,除非融合是守恒的,它占据了相应arCOG [22]。分析社区我们检索三上游和下游基因为每个Ubl基因从一组代表性的古细菌基因组(补充表S2)和识别最常见的基因关联(图1、表1S3),补充表。一般情况下,我们观察到相同的趋势,指出之前(7,20.]。大多数基因MoaD亚古细菌与岩豚鼠生物合成相关酶和基因醛铁氧还蛋白氧化还原酶(AOR),利用钨代数余子式(molybdopterin代数余子式的导数)。像细菌一样,许多MoaD-family领域融合到MoaE MoaD-like负责硫转移酶激活蛋白。我们也确认没有上下文关联的基因与任何硫胺素代数余子式生物合成的基因。

此外,我们确定了几个强大的连接,没有注意到之前,部分,因为最近测序基因组进化保护帮助我们确定这些关联。大多数情况下,这些新协会之间的联系这对蛋白质的基因和基因家族参与翻译。最著名的案例是与PP-loop家族atp酶催化各种tRNA的修改。特别是与MesJ蛋白质(arCOG0042)反复出现在几个热点血统(图1)。MesJ蛋白在原核生物几乎是无处不在,在细菌中,负责lysidine形成(35]。

最近,一位tRNA修改路径在酵母和线虫秀丽隐杆线虫包括Ubl蛋白质URM1,两个PP-loop atp酶(Nsc6p和Ncs2p),两个额外的酶在细菌参与的直接同源硫胺素生物合成(E1-like蛋白质和rhodanese)的特征(36- - - - - -38]。已经表明,URM1作为硫载体蛋白thiolation尿苷的一些图示的摆动位置;这一修改结果转化增加忠诚,特别是防止框架转变错误(37,39]。引人注目的是,三个蛋白质同源URM1路径组件(HVO_0558 arCOG01676;HVO_0025 arCOG02019;HVO_0580 arCOG00042)与SAMP1和SAMP2 SAMPylatedh . volcanii(21]。HVO_0580蛋白质,直接同源Nsc6p arCOG00042成员,是SAMPylated只有SAMP2 (HVO_0202),这个家族蛋白。我们的观察补充这些结果表明,即使在那些古生菌之间没有基因组协会Ubl和arCOG00042 PP-loop atp酶基因(在Halobacteria),这些蛋白质功能的音乐会。

在Thermococcales,几个Ubl基因与基因编码的抗氧化蛋白OcmC家庭(图1),事实上,一个高度类似的相同器官这些蛋白质在蛋白酶体突变体和SAMPylated在积累h . volcanii(21,40]。

几个Sulfolobales编码代表一个不同的家庭Ubl蛋白质(arCOG00540)最类似于真核URM1家庭(补充图S2),因此可以预测参与URM1-like途径。这些硫化叶菌蛋白质编码在一个截然不同的社区,还包括核糖体蛋白基因肌力,arCOG07188但一个个小蛋白,一个独特的膜相关HerA-like SSO0283家族的atp酶(41),和一个基因HSP60家庭chaperonin thermosome亚基(42相比),这是转录相反的方向(表上面的其他基因1)。考虑到数据SAMPylation毗邻Ubl基因的蛋白质编码基因,似乎URM1同系物Sulfolobales规范翻译、水解、和/或通过SAMPylation的细胞分裂,分别肌力,HSP60,或赫拉蛋白质,除了或相反tRNA修改的功能。

Ubl域的另一个值得注意的观察是融合与亚基Cgi121 KEOPS复杂。这种融合是守恒的在所有可用的基因组Thaumarchaea(原名嗜中温Crenarchaea [43]。KEOPS (kinase,endopeptidase,o其他peptides的年代商场大小)复杂的由5个子单元(的名称是各自的酵母基因研究在大多数细节):Mn2 +端依赖丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶Bud32p, ASKHA家族的atp酶(Kae1p),和另外三个子单元:Pcc1p Gon7p, Cgi121p的功能尚不清楚。KEOPS复杂已被证明是参与端粒的维护和转录在酵母(44- - - - - -47]。的直接同源Kae1 Bud32p单元存在于古生菌,在Pcc1p直接同源丢失只在一些古细菌基因组,和Cgi121p直接同源Sulfolobales / Desulfurococcales和Nanoarchaeon缺席。综上所述,比较基因组研究结果表明,KEOPS复杂执行一个基本函数的对应古生菌。这个复杂的结构已解决但其运作的细节仍然稀缺虽然有迹象显示,它对维持基因组的完整性至关重要的古菌(45- - - - - -47]。Pcc1亚基的基因显示了强大的基因与基因编码单元的热点外来体,RNA降解机(48,49]。此外,外来体基因本身与蛋白酶体亚基基因表明RNA和蛋白质降解,古生菌的紧密协调(48]。最近,它已被证明在细菌的同系物KEOPS复杂的子单元需要一个独特的,广泛的tRNA修改,形成N6-threonylcarbamoyladenosine (t6A) [50]。这些发现说明监管的可能性SAMPylation KEOPS复杂的或协调运作KEOPS复杂,随着Ubl-based系统,蛋白酶体,和外来体,在RNA和蛋白质周转控制古生菌。有趣的是,Cgi121-Ubl融合蛋白的基因明显cotranscribed核糖体蛋白基因的肌力Nitrosopumilus maritimus和其他一些未完成的基因组海洋Thaumarchaeota,类似上述Sulfolobales基因附近。

协会的新兴趋势Ubl蛋白质与基因参与了古生菌的关键信息处理函数表明,几个少协会在各种不同的基因组也值得关注。例如,在两个热原体属基因组,这个家族的基因与基因相关蛋白的蛋白酶体组装女伴PAC2(图1)。在Pyrococci,这个家族基因与rna结合电域(图相关联1)。蛋白质包含电域的古菌是常见的;尤其值得注意的是,有轨电车域融合的基本2-methylthioadenine合成酶的酶参与了thiolation tRNA与细菌核糖体蛋白(51- - - - - -53]。在这种情况下,再一次,Ubl蛋白质可能具有双重功能:它可以参与thiolation tRNA的(和/或核糖体蛋白质)硫载体或可以通过SAMPylation调节这一过程或两者兼而有之。最后,唯一的Ubl蛋白质Nanoarchaeon位于附近的几个信息包括蛋白酶体α亚基和tRNA基因修饰酶(补充表S2)。

令人惊讶的是,看来要么Ubl的功能特异性蛋白质不同亚科可以很容易地切换或功能灵活性是这些蛋白质的一个内在特征。例如,两个功能桑普蛋白质的特征h . volcanii属于两个不同的分支的热点Ubl蛋白质,这和MoaD(图1)。这一假说似乎进一步支持基因背景和系统树图分析,特别是,Ubl MoeB家族的蛋白质协会与tRNA-modifying PP-loop atp酶和协会的这个家族基因AOR酶(图1)。

3.3。E1-Like酶的基因背景和领域的融合

所有已知的途径包括Ubl蛋白质需要E1酶激活这些蛋白通过腺苷酸的carboxy-terminal甘氨酸残基的乌兰巴托/ Ubl多肽(54]。E1酶具有核心Rossmann-fold腺苷结合域(5]。四个不同的家庭E1-like古生菌酶已确定,即MoeB / ThiF MOSC3, MJ0639-like, PaaA-like, GodD-like酶(5]在arCOGs分配给arCOG1676 arCOG1677, arCOG4786, arcog02882 - 2883, 5002,分别。然而,PaaA GodD-like酶可能是没有参与路径依赖Ubl蛋白(5),因此这里不考虑。代表arCOG1676存在于大多数古生菌除了相同的产甲烷菌缺乏Ubl蛋白质(见上图)。然而,所有这些产甲烷菌编码密切相关的代表arCOG1677(补充表S1)。重建arCOG1676发展史表明,主要euryarchaeal分支是分开的主要crenarchaeal分支(补充图S3)。一些euryarchaea似乎已经从不同的细菌来源获得的额外E1-like酶;在热原体属,这些酶显然已经取代了祖先的形式。

大部分的古E1-like酶具有相同的域架构(E1核心和TBP-like c端域)的大部分细菌同源染色体。还有其他几个告诉融合与细菌:Ubl-E1-TBP Thaumarchaeota和Jab-E1产烷生物RC1(注射是一种预测蛋白酶和/或DUB-see下文)。此外,独特的建筑,与小c端小域包含两个保守的半胱氨酸是见过的硫化叶菌基因组。分析基因的社区arCOG01676没有透露任何新的强大功能链接。我们发现许多联想Ubl-like墨客生物合成的基因和更少的与酶、硫胺生物合成酶ThiI,和半胱氨酸合成酶(见[之前已被描述5)和补充表S2和S3)。然而,它应该强调ThiI-like酶的基本功能在原核生物4-thiouridine (S4U)修改的图示55),所以这似乎是可信的,在古生菌,这显然合成硫胺素(通过不同的途径7,19,20.),tRNA修改是ThiI的唯一功能。此外,最近,它已经表明,E1酶和Ubl-proteins也参与thiolation栖热菌属的tRNA酸奶(56]。因此,相同的功能可以提出至少一些E1-MoaD协会古生菌。

有趣的是,第二E1-like家族的几位代表(arCOG01677)产甲烷菌都位于一个守恒的社区,包括基因PP-loop总科酶,tRNA的预测单元(5-methylaminomethyl-2-thiouridylate)甲基转移酶(arCOG00037) [57]。然而,最强的潜在功能协会arCOG1677家族基因仍是神秘的。在大多数产甲烷菌,这些基因与基因相关arCOG04865,同源的c端域斯纳,和NIF3 arCOG04454同族体(表1)。在细菌中,中国是一个competence-induced基因与RecA(通常位于同一操纵子58]。NIF3基因编码一个守恒metal-binding监管蛋白质的确切功能仍然是未知的(59]。鉴于arCOG01677基因是从来没有为Ubl蛋白质与基因相关,似乎不太可能,这群E1-like酶功能与Ubl-dependent通路。

3.4。上下文和领域的融合基因注射蛋白酶和Rhodanese-Like酶

Metal-dependent注射的蛋白酶家族在真核生物功能作为主要proteasome-associated配音(4,60,61年)和rhodanese-related一起参与硫转移酶反应Ubl蛋白质(62年]显示相似但不相同的分布在古菌(补充表S1)。这些蛋白质缺少许多crenarchaea和产甲烷菌。古生菌的同源染色体的注射蛋白酶很少与Ubl基因或其他相关基因参与Ubl-related通路。然而,注射基因通常与基因相关cytidylyltransferase(表1和补充表S2和S3),特别感兴趣的一个协会,可以考虑到乌兰巴托所需E2和E3酶结合在真核生物中没有发现了古菌(6,7]。nucleotidyltransferase可以传输一个腺苷酸(激活)Ubl靶蛋白,也就是说,执行乌兰巴托的功能连接酶不含硫中间体。注射蛋白酶可能作为配音类似于真核生物的同源染色体。因此,它很容易提出cytidylyltransferase-Jab串联的酶作为一个热点的候选人Ubl-conjugation / deubiqiutination系统。

rhodanese家族的硫转移酶催化硫进入激活Ubl蛋白通过一个中间过硫化物。Rhodanese域通常是融合ThiI像酶也含有一个氨基端rna结合重击域(补充表S2和S3)。许多细菌拥有相同的域架构,正如上面指出的,这些酶可能参与tRNA修改。只有少数其他协会rhodanese-like蛋白质可能与Ubl途径(例如,优势基因),但大多数rhodanese家族的其他蛋白质参与硫代谢或氧化还原途径,可能Ubl独立。

4所示。讨论

比较基因组分析表明大多数古生菌编码Ubl蛋白质的两个主要的组的成员掌握褶皱,这和MoaD家庭。这个家族的基因很少发现一起硫胺素和Mo / W辅因子代谢酶的基因,而是经常与各种高度保守的和可能相关的重要基因功能翻译,尤其是tRNA修改。因此,大多数(如果不是全部的话)这个家族蛋白质预测函数作为硫载体蛋白反应类似最近特征URM1通路在酵母(37]。相比之下,基因组协会建议MoaD家族蛋白的主要功能确实是Mo / W代数余子式生物合成。Ubl的缺乏蛋白质和E1-like Ubl-activating arCOG1676在等自养古生菌的酶m . jannaschii和m . kandleriUbl协会基因的缺失和硫胺素生物合成基因(除了ThiI家族酶可能参与tRNA修改)兼容的存在另一种硫胺素古生菌生物合成途径。

令人惊讶的是,尽管他们视功能的偏好,这似乎和MoaD家庭成员可互换的途径,采用Ubl蛋白质蛋白质作为硫运营商或修改。通过分析这可能是源于基因协会这里描述为两个亚科和实验数据对两个桑普的蛋白质Haloferax volcanii其中一个属于这个家庭,另一个MoaD家族(21]。

最突出的关联比较基因组学揭示了古细菌Ubl蛋白质与酶的tRNA修改。这一发现导致了大多数的假设掌握Ubl古生菌的蛋白质,至少这个家庭,参与硫插入步骤修改核苷酸的生物合成。鉴于各种tRNA的无处不在的修改在细胞生命(63年),这可能是祖先Ubl的功能蛋白质,随后被招募为其他相似的化学反应,如岩豚鼠和硫胺素生物合成,以及蛋白质改性。这个假说是兼容真核Urm1蛋白质的角色在特定的tRNA修改和融合Ubl域的亚基Cgi121 KEOPS复杂,考虑到需求的KEOPS t6A修改。Ubl的参与蛋白质的实验研究tRNA修改似乎是一个非常有前途的研究方向。

从更普遍的角度来看,tRNA修改无疑是翻译的质量控制的主要机制64年,65年]。还考虑到协会的另一个KEOPS亚基(Pcc1)外来体和蛋白酶体,它很容易查看Ubl蛋白质作为蛋白质质量控制的通用设备,在最基本的层面上的翻译忠实和中等水平的调节蛋白质和RNA降解。在真核生物中,后者机制假设非常多样化的角色,需要非常复杂的进化Ub-centered信号系统。

的比较基因组分析出现的Ubl蛋白质和酶的基因功能与它们表明古生菌可能拥有仍无特征Ubl-related功能系统。特别是,该协会的家用cytidylyltransferase-like蛋白酶酶似乎是一个候选Ubl接合/ deubiquitination系统。此外,古生菌可能具有的功能类似物Ubl蛋白质结构,因此进化无关掌握折叠。这组包括TBP-like的小型蛋白质折叠,弯曲GG紧身上衣和常常融合E1的家人酶,有力地表明了他们Ubl-type活动,以及假定的同系物的细菌小狗蛋白质。

总之,引发的比较基因组分析SAMPylation反应的重要发现h . volcanii揭示了意想不到的潜在复杂性的热点Ubl-centered系统,为进一步的实验提供了几个方向,最重要的无疑是验证假说的Ubl蛋白质参与tRNA修改。此外,这种分析开辟了一个意想不到的和潜在的基本调查领域的进化细胞,即蛋白质质量控制的祖先之间的连接系统,在不同层次上运作。

物种的缩写

Aerpe:	Aeropyrum pernixK1
Arcfu:	Archaeoglobus fulgidus
过早:	Caldivirga maquilingensisic - 167
Korar:	Candidatus Korarchaeum cryptofilumOPF8
Metbo:	Candidatus Methanoregula boonei6 a8
Censy:	Cenarchaeum symbiosum
Deska:	Desulfurococcus kamchatkensis1221牛
Ferac:	能源acidarmanusfer1
豪迈:	Haloarcula marismortui写明ATCC 43049
Halsa:	Halobacterium salinarumR1
Halsp:	Halobacterium sp。
Halmu:	Halomicrobium mukohataeiDSM 12286
Halwa:	Haloquadratum walsbyi
Halut:	Halorhabdus utahensisDSM 12940
哈拉:	Halorubrum lacusprofundi写明ATCC 49239
Haltu:	Haloterrigena turkmenicaDSM 5511
Hypbu:	Hyperthermus butylicusDSM 5456
Ignho:	Ignicoccus hospitalisKIN4 /我
Metse:	Metallosphaera sedulaDSM 5348
Metsm:	Methanobrevibacter smithii写明ATCC 35061
Metin:	Methanocaldococcus infernus我
Metvu:	Methanocaldococcus vulcaniusM7
Metbu:	Methanococcoides burtoniiDSM 6242
Metmp:	产甲烷球菌属maripaludisS2
Metva:	产甲烷球菌属vannielii某人
Metla:	Methanocorpusculum labreanumZ
Metcu:	Methanoculleus marisnigriJR1
Metsa:	Methanosaeta thermophilaPT
Metac:	甲烷八叠球菌属acetivorans
Metba:	甲烷八叠球菌属巴氏细菌Fusaro str
Metma:	甲烷八叠球菌属mazei
Metst:	Methanosphaera stadtmanae
Matpa:	Methanosphaerula palustrisE1-9c
Methu:	Methanospirillum hungateiJF-1
Metth:	Methanothermobacter thermautotrophicus
Naneq:	Nanoarchaeum equitans
Natph:	Natronomonas pharaonis
Nitma:	Nitrosopumilus maritimusSCM1
Picto:	Picrophilus torridusDSM 9790
Pyrae:	Pyrobaculum aerophilum
Pyrar:	Pyrobaculum arsenaticumDSM 13514
Pyrca:	Pyrobaculum calidifontisJCM 11548
Pyris:	Pyrobaculum islandicumDSM 4184
Pyrab:	海床abyssi
Pyrfu:	海床furiosus
Pyrho:	海床horikoshii
Stama:	Staphylothermus绿F1
Sulac:	硫化叶菌acidocaldariusDSM 639
Sulso:	硫化叶菌solfataricusP2
Sulto:	硫化叶菌tokodaiistr。7
Thega:	Thermococcus gammatoleransEJ3
Theko:	Thermococcus kodakarensisKOD1
全心全意地:	Thermococcus onnurineusNA1
Thesi:	Thermococcus sibiricus739毫米
Thepe:	Thermofilum立案Hrk 5
Theac:	热原体属acidophilum
Thevo:	热原体属volcanium
Thene:	Thermoproteus neutrophilusV24Sta
Thete:	Thermoproteus tenax
Uncme:	无教养的产甲烷archaeon。

确认

作者感谢瓦莱丽德Crecy-Lagard和朱莉Maupin-Furlow有益的讨论。作者的研究是校内的基金支持的美国卫生和人类服务部(国家医学图书馆)。

补充材料

引用

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