• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

替代 Z 基因组生物合成途径显示了从古菌到噬菌体的进化进展。

Alternative Z-genome biosynthesis pathway shows evolutionary progression from Archaea to phage.

机构信息

Tianjin Key Laboratory for Modern Drug Delivery & High-Efficiency, Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering, School of Pharmaceutical Science and Technology, Tianjin University, Tianjin, China.

Frontiers Science Center for Synthetic Biology, Ministry of Education, Tianjin University, Tianjin, China.

出版信息

Nat Microbiol. 2023 Jul;8(7):1330-1338. doi: 10.1038/s41564-023-01410-1. Epub 2023 Jun 12.

DOI:10.1038/s41564-023-01410-1
PMID:37308591
Abstract

Many bacteriophages evade bacterial immune recognition by substituting adenine with 2,6-diaminopurine (Z) in their genomes. The Z-genome biosynthetic pathway involves PurZ that belongs to the PurA (adenylosuccinate synthetase) family and bears particular similarity to archaeal PurA. However, how the transition of PurA to PurZ occurred during evolution is not clear; recapturing this process may shed light on the origin of Z-containing phages. Here we describe the computer-guided identification and biochemical characterization of a naturally existing PurZ variant, PurZ0, which uses guanosine triphosphate as the phosphate donor rather than the ATP used by PurZ. The atomic resolution structure of PurZ0 reveals a guanine nucleotide binding pocket highly analogous to that of archaeal PurA. Phylogenetic analyses suggest PurZ0 as an intermediate during the evolution of archaeal PurA to phage PurZ. Maintaining the balance of different purines necessitates further evolvement of guanosine triphosphate-using PurZ0 to ATP-using PurZ in adaptation to Z-genome life.

摘要

许多噬菌体通过在其基因组中用 2,6-二氨基嘌呤 (Z) 替代腺嘌呤来逃避细菌免疫识别。Z 基因组生物合成途径涉及 PurZ,它属于 PurA(腺嘌呤琥珀酸合成酶)家族,与古菌 PurA 具有特殊的相似性。然而,在进化过程中 PurA 如何转变为 PurZ 尚不清楚;重新捕获这个过程可能有助于揭示含 Z 噬菌体的起源。在这里,我们描述了 PurZ 变体 PurZ0 的计算机指导识别和生化特性,PurZ0 使用鸟苷三磷酸作为磷酸供体,而不是 PurZ 使用的 ATP。PurZ0 的原子分辨率结构揭示了一个高度类似于古菌 PurA 的鸟嘌呤核苷酸结合口袋。系统发育分析表明,PurZ0 是古菌 PurA 向噬菌体 PurZ 进化过程中的一个中间产物。维持不同嘌呤的平衡需要进一步进化使用鸟苷三磷酸的 PurZ0 以适应 Z 基因组生命而使用 ATP 的 PurZ。

相似文献

1
Alternative Z-genome biosynthesis pathway shows evolutionary progression from Archaea to phage.替代 Z 基因组生物合成途径显示了从古菌到噬菌体的进化进展。
Nat Microbiol. 2023 Jul;8(7):1330-1338. doi: 10.1038/s41564-023-01410-1. Epub 2023 Jun 12.
2
A third purine biosynthetic pathway encoded by aminoadenine-based viral DNA genomes.基于氨基腺嘌呤的病毒 DNA 基因组编码的第三个嘌呤生物合成途径。
Science. 2021 Apr 30;372(6541):516-520. doi: 10.1126/science.abe6494.
3
Progress on Z genome biosynthetic pathway of bacteriophage.噬菌体 Z 基因组生物合成途径的研究进展。
Yi Chuan. 2023 Oct 20;45(10):887-903. doi: 10.16288/j.yczz.23-059.
4
Characterization of a triad of genes in cyanophage S-2L sufficient to replace adenine by 2-aminoadenine in bacterial DNA.三基因簇在 S-2L 噬藻体中功能的鉴定,该基因簇能够将细菌 DNA 中的腺嘌呤替换为 2-氨基腺嘌呤。
Nat Commun. 2021 Aug 5;12(1):4710. doi: 10.1038/s41467-021-25064-x.
5
A widespread pathway for substitution of adenine by diaminopurine in phage genomes.噬菌体基因组中腺嘌呤被二氨基嘌呤取代的广泛途径。
Science. 2021 Apr 30;372(6541):512-516. doi: 10.1126/science.abe4882.
6
Genome and Ecology of a Novel Podovirus, ZP6, Representing a New Viral Genus, .新型 Podovirus,ZP6 的基因组和生态学研究,代表了一个新的病毒属。
Microbiol Spectr. 2021 Oct 31;9(2):e0046321. doi: 10.1128/Spectrum.00463-21. Epub 2021 Oct 13.
7
Adenylosuccinate synthetase genes: molecular cloning and phylogenetic analysis of a highly conserved archaeal gene.腺苷酸琥珀酸合成酶基因:一个高度保守的古细菌基因的分子克隆与系统发育分析
Syst Appl Microbiol. 1998 Dec;21(4):478-86. doi: 10.1016/S0723-2020(98)80059-3.
8
The adenylosuccinate synthetase from the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus species displays unusual structural features.来自嗜热古菌火球菌属物种的腺苷酸琥珀酸合成酶具有不同寻常的结构特征。
J Mol Biol. 1996 Aug 16;261(2):144-54. doi: 10.1006/jmbi.1996.0448.
9
The proportional lack of archaeal pathogens: Do viruses/phages hold the key?古菌病原体的相对缺乏:病毒/噬菌体是否是关键?
Bioessays. 2011 Apr;33(4):248-54. doi: 10.1002/bies.201000091. Epub 2011 Feb 15.
10
Adaptation to environmental temperature is a major determinant of molecular evolutionary rates in archaea.古菌的分子进化速率主要由其对环境温度的适应所决定。
Mol Biol Evol. 2011 Sep;28(9):2661-74. doi: 10.1093/molbev/msr098. Epub 2011 Apr 15.

本文引用的文献

1
Enzymatic Synthesis of the Unnatural Nucleotide 2'-Deoxyisoguanosine 5'-Monophosphate.酶促合成非天然核苷酸 2'-脱氧异鸟苷 5'-单磷酸。
Chembiochem. 2022 Nov 4;23(21):e202200295. doi: 10.1002/cbic.202200295. Epub 2022 Sep 22.
2
Characterization of a triad of genes in cyanophage S-2L sufficient to replace adenine by 2-aminoadenine in bacterial DNA.三基因簇在 S-2L 噬藻体中功能的鉴定,该基因簇能够将细菌 DNA 中的腺嘌呤替换为 2-氨基腺嘌呤。
Nat Commun. 2021 Aug 5;12(1):4710. doi: 10.1038/s41467-021-25064-x.
3
Noncanonical DNA polymerization by aminoadenine-based siphoviruses.
基于氨基腺嘌呤的长尾噬菌体的非规范 DNA 聚合。
Science. 2021 Apr 30;372(6541):520-524. doi: 10.1126/science.abe6542.
4
A third purine biosynthetic pathway encoded by aminoadenine-based viral DNA genomes.基于氨基腺嘌呤的病毒 DNA 基因组编码的第三个嘌呤生物合成途径。
Science. 2021 Apr 30;372(6541):516-520. doi: 10.1126/science.abe6494.
5
A widespread pathway for substitution of adenine by diaminopurine in phage genomes.噬菌体基因组中腺嘌呤被二氨基嘌呤取代的广泛途径。
Science. 2021 Apr 30;372(6541):512-516. doi: 10.1126/science.abe4882.
6
New Microbial Lineages Capable of Carbon Fixation and Nutrient Cycling in Deep-Sea Sediments of the Northern South China Sea.南海北部深海沉积物中具有固碳和养分循环能力的新微生物类群。
Appl Environ Microbiol. 2019 Jul 18;85(15). doi: 10.1128/AEM.00523-19. Print 2019 Aug 1.
7
MAFFT-DASH: integrated protein sequence and structural alignment.MAFFT-DASH:集成蛋白质序列和结构比对。
Nucleic Acids Res. 2019 Jul 2;47(W1):W5-W10. doi: 10.1093/nar/gkz342.
8
Non-canonical nucleosides and chemistry of the emergence of life.非规范核苷与生命起源的化学
Nat Commun. 2018 Dec 12;9(1):5174. doi: 10.1038/s41467-018-07222-w.
9
Characterization of santalene synthases using an inorganic pyrophosphatase coupled colorimetric assay.利用无机焦磷酸酶偶联比色法对檀香烯合酶进行表征。
Anal Biochem. 2018 Apr 15;547:26-36. doi: 10.1016/j.ab.2018.02.002. Epub 2018 Feb 10.
10
Alternative Watson-Crick Synthetic Genetic Systems.替代的沃森-克里克合成遗传系统。
Cold Spring Harb Perspect Biol. 2016 Nov 1;8(11):a023770. doi: 10.1101/cshperspect.a023770.