Филогенетический анализ phn транспортеров Achromobacter insolitus LCu2

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Фосфонаты являются альтернативным источником фосфора для бактерий. Геном Achromobacter insolitus LCu2 содержит три предсказанных кластера phn транспортеров АВС-типа-переносчиков фосфонатов в клетку. Чтобы понять функциональную, эволюционную и экологическую роль phn кластеров, мы провели филогенетический анализ субстрат-связывающих PhnD белков штамма LCu2 с гомологами других видов рода Achromobacter и близкородственных родов семейства Alcaligenaceae. PhnD транспортеры образовывали три отдельных кластера, что свидетельствует о различии в их структурном строении. PhnD1 и PhnD2 у Achromobacter присутствовали в геномах всех видов, группировались в основном отдельно от других представителей Alcaligenaceae, что говорит о вертикальном наследовании генов phnD1 и phnD2 и их участии в процессах жизнеобеспечения. PhnD3 найден в геномах у семи видов рода Achromobacter. Возможно, ген phnD3 приобретен в процессе горизонтального переноса или дупликации и индуцируется при адаптации к изменяющимся условиям обитания. Поддержание трех структурно разных кластеров phn транспортеров, по-видимому, обеспечивает A. insolitus LCu2 экологическое преимущество, путем извлечения фосфора не только из фосфонатов, но и других фосфорорганических соединений.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. В. Крючкова

ФИЦ “Саратовский научный центр РАН”

Автор, ответственный за переписку.
Email: kryu-lena@yandex.ru

Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов

Россия, Саратов

Г. Л. Бурыгин

ФИЦ “Саратовский научный центр РАН”; Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н Г. Чернышевского; Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. Вавилова

Email: kryu-lena@yandex.ru

Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов

Россия, Саратов; Саратов; Саратов

Список литературы

  1. Amstrup S. K., Ong S. C., Sofos N., Karlsen J. L., Skjerning R. B., Boesen T., Enghold J. J., Hove-Jensen B., Brodersen D. E. Structural remodelling of the carbon–phosphorus lyase machinery by a dual ABC ATPase // Nat. Commun. 2023. V. 14. Art. 1001. https://doi.org/10.1038/s41467-023-36604-y
  2. Hove-Jensen B., Zechel D. L., Jochimsen B. Utilization of glyphosate as phosphate source: biochemistry and genetics of bacterial carbon-phosphorus lyase // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2014. V. 78. P. 176‒197.
  3. Kertesz M., Elgorriaga A., Amrhein N. Evidence for two distinct phosphonate-degrading enzymes (C‒P lyases) in Arthrobacter sp. GLP-1 // Biodegradation. 1991. V. 2. P. 53‒59.
  4. Krol E., Becker A. Global transcriptional analysis of the phosphate starvation response in Sinorhizobium meliloti strains 1021 and 2011 // Mol. Genet. Genom. 2004. V. 272. P. 1‒17.
  5. Kumar S., Stecher G., Li M., Knyaz C., Tamura K. MEGA X: Molecular Evolutionary Genetics Analysis across computing platforms // Mol. Biol. Evol. 2018. V. 35. P. 1547‒1549.
  6. Shah B. S., Ford B. A., Varkey D., Mikolajek H., Orr C., Mykhaylyk V., Owens R. J., Paulsen I. T. Marine picocyanobacterial PhnD1 shows specificity for various phosphorus sources but likely represents a constitutive inorganic phosphate transporter // ISME J. 2023. V. 17. P. 1040‒1051.
  7. Sievers F., Wilm A., Dineen D., Gibson T. J., Karplus K., Li W., Lopez R., McWilliam H., Remmert M., Söding J., Thompson J. D., Higgins D. G. Fast, scalable generation of high-quality protein multiple sequence alignments using Clustal Omega // Mol. Syst. Biol. 2011. V. 7. Art. 539.
  8. Zavaleta-Pastor M., Sohlenkamp C., Gao J. L., Guan Z., Zaheer R., Finan T. M., Geiger O. Sinorhizobium meliloti phospholipase C required for lipid remodeling during phosphorus limitation // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010. V. 107. P. 302‒307.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Филогенетический анализ аминокислотных последовательностей PhnD транспортеров бактерий рода Achromobacter и некоторых представителей семейства Alcaligenaceae. PhnD последовательности штамма A. insolitus LCu2 обозначены звездами; фигурные скобки соответствуют границам кластеров, образованных белками PhnD1, PhnD2, PhnD3; структурные организации ABC-кассет phn транспортеров в геномах Achromobacter, включая A. insolitus LCu2, приведены справа; phnD маркированы зеленым.

Скачать (392KB)
Метаданные
3. Рис. S1. Множественное выравнивание PhnD1 из разных бактерий относительно референсного белка из E. coli (3P7I) (3P7I) E. coli UTI89; (Q1R3F7) E. coli UTI89; (WP_207408615.1) Bordetella petrii; (WP_276287551.1) Cupriavidus basilensis; (QQV13938.1) Achromobacter xylosoxidans; (QEK91627) Achromobacter insolitus LCu2; (WP_062683200.1) Achromobacter denitrificans. “*” ‒ одинаковые аминокислоты; “:” ‒ аминокислоты одного класса; “.” ‒ часть аминокислот одного класса; консервативные мотивы помечены персиковым; аминокислотные остатки, отвечающие за образование водородных связей между субстратом (2-аминоэтилфосфонатом) и белком из E. coli (3P7I), отмечены звездочками (Alicea et al., 2011). Alicea I., Marvin J. S., Miklos A. E., Ellington A. D., Looger L. L., Schreiter E. R. Structure of the Escherichia coli phosphonate binding protein PhnD and rationally optimized phosphonate biosensors // J. Mol. Biol. 2011. V. 414. P. 356‒369.

Скачать (785KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024