Fox Cluster determinants for iron biooxidation in the extremely thermoacidophilic Sulfolobaceae.
Fox Cluster determinants for iron biooxidation in the extremely thermoacidophilic Sulfolobaceae.
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DOI：
10.1111/1462-2920.15727
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发表时间：
2022-03
影响因子：
5.1
通讯作者：
Kelly RM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Counts JA;Vitko NP;Kelly RM
在极端嗜热嗜酸的亚铁科植物中，氧化铁的能力变化很大。虽然有些种类是多产的铁氧化剂（例如，Metallosphaera sedula），但其他种类根本不氧化铁（例如，Sulfolobus acidocalarius）。铁氧化能力映射到一个基因组位点，以前被称为“狐狸簇”，它编码的蛋白质大多是硫磺科特有的。推测的蛋白在Fox簇中的作用尚未得到证实，但对M. seula的铁氧化膜的蛋白质组学分析表明FoxA2和FoxB（都是细胞色素c氧化酶样亚基）和FoxC（含有CbsA/细胞色素b结构域）是必不可少的。此外，比较基因组学（基因座组织和基因破坏）和转录组学（极性效应和差异表达）将这些基因组决定因素与不同的铁生物氧化和呼吸测量联系起来。虽然在基因组数据库中可以鉴定出FoxA的许多同源蛋白（cox样结构域普遍存在于所有生命领域），但FoxC或大多数其他Fox簇蛋白的同源蛋白很少。系统发育重建表明，该基因座可能存在于早期的磺胺菌科，而与该基因座密切同源的其他基因座出现在最近发现的候选门Marsarchaota中。
Within the extremely thermoacidophilic Sulfolobaceae, the capacity to oxidize iron varies considerably. While some species are prolific iron oxidizers (e.g., Metallosphaera sedula), other species do not oxidize iron at all (e.g., Sulfolobus acidocaldarius). Iron oxidation capacity maps to a genomic locus, referred to previously as the ‘Fox Cluster’, that encodes putative proteins that are mostly unique to the Sulfolobaceae. The role of putative proteins in the Fox Cluster has not been confirmed, but proteomic analysis here of iron-oxidizing membranes from M. sedula indicates that FoxA2 and FoxB (both cytochrome c oxidase-like subunits) and FoxC (CbsA/cytochrome b domain-containing) are essential. Further, comparative genomics (locus organization and gene disruptions) and transcriptomics (polarity effects and differential expression) connects these genomic determinants with disparate iron biooxidation and respiration measurements among Sulfolobaceae species. While numerous homologous proteins can be identified for FoxA in genome databases (COX-like domains are prevalent across all domains of life), few homologs exist for FoxC or for most other Fox Cluster proteins. Phylogenetic reconstructions suggest this locus may have existed in early Sulfolobaceae, while the only other close homologs to the locus appear in the recently discovered candidate phylum Marsarchaota.
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