Crystal structure of Pyrococcus horikoshii tryptophanyl-tRNA synthetase and structure-based phylogenetic analysis suggest an archaeal origin of tryptophanyl-tRNA synthetase.
Crystal structure of Pyrococcus horikoshii tryptophanyl-tRNA synthetase and structure-based phylogenetic analysis suggest an archaeal origin of tryptophanyl-tRNA synthetase.
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堀越火球菌色氨酸-tRNA 合成酶的晶体结构和基于结构的系统发育分析表明色氨酸-tRNA 合成酶的古菌起源
DOI：
10.1093/nar/gkp1053
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发表时间：
2010-03
影响因子：
14.9
通讯作者：
Ding J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dong X;Zhou M;Zhong C;Yang B;Shen N;Ding J
古老而普遍存在的氨酰-tRNA合成酶构成了研究早期进化事件的有价值的模型系统。到目前为止，对色氨酸和酪氨酰tRNA合成酶（TrpRS和TyrRS）的进化关系仍存在争议。由于TrpRS和TyrRS具有低的序列同源性但高的结构相似性，基于结构的方法将有利于酶的系统发育分析。在这里，我们提出了第一个古细菌TrpRS的晶体结构，Pyrococcus horikoshii TrpRS（pTrpRS）的结构在复杂的5 ′-羟基-5-磷酸腺苷（TrpAMP）在3.0 μ m分辨率，这表明更多的相似性，其真核生物的对应物。与pTrpRS结构，我们进行了更完整的基于结构的系统发育研究的TrpRS和TyrRS，这是第一次包括所有三个领域的生活的代表。单独地，每种酶显示出类似的进化概况，如在基于序列的系统发育研究中所观察到的。而TrpRS与TrpRS聚在一起，且TrpRS的根位于TyrRS的古菌分支中，表明TrpRS可能起源于古菌。此外，TrpRS和古菌TyrRS之间的距离短，细菌和古菌TrpRS之间的距离，以及TrpRS的广泛分布，表明TrpRS的出现和随后的细菌收购发生在进化的早期阶段。
The ancient and ubiquitous aminoacyl-tRNA synthetases constitute a valuable model system for studying early evolutionary events. So far, the evolutionary relationship of tryptophanyl- and tyrosyl-tRNA synthetase (TrpRS and TyrRS) remains controversial. As TrpRS and TyrRS share low sequence homology but high structural similarity, a structure-based method would be advantageous for phylogenetic analysis of the enzymes. Here, we present the first crystal structure of an archaeal TrpRS, the structure of Pyrococcus horikoshii TrpRS (pTrpRS) in complex with tryptophanyl-5′ AMP (TrpAMP) at 3.0 Å resolution which demonstrates more similarities to its eukaryotic counterparts. With the pTrpRS structure, we perform a more complete structure-based phylogenetic study of TrpRS and TyrRS, which for the first time includes representatives from all three domains of life. Individually, each enzyme shows a similar evolutionary profile as observed in the sequence-based phylogenetic studies. However, TyrRSs from Archaea/Eucarya cluster with TrpRSs rather than their bacterial counterparts, and the root of TrpRS locates in the archaeal branch of TyrRS, indicating the archaeal origin of TrpRS. Moreover, the short distance between TrpRS and archaeal TyrRS and that between bacterial and archaeal TrpRS, together with the wide distribution of TrpRS, suggest that the emergence of TrpRS and subsequent acquisition by Bacteria occurred at early stages of evolution.
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影响因子：
5.8
作者：
Gouet, P;Courcelle, E;Métoz, F
通讯作者：
Métoz, F
DOI：
10.1107/s0907444904019158
发表时间：
2004-12-01
影响因子：
2.2
作者：
Emsley, P;Cowtan, K
通讯作者：
Cowtan, K
影响因子：
1.3
作者：
Eastwood, MP;Hardin, C;Wolynes, PG
通讯作者：
Wolynes, PG
DOI：
10.1073/pnas.91.18.8670
发表时间：
1994-08-30
影响因子：
11.1
作者：
LAMOUR, V;QUEVILLON, S;MIRANDE, M
通讯作者：
MIRANDE, M
DOI：
10.3109/10425179109020780
发表时间：
1991-01-01
期刊：
DNA sequence : the journal of DNA sequencing and mapping
影响因子：
--
作者：
Glaser, P;Kunst, F;Dedonder, R
通讯作者：
Dedonder, R