An evolutionarily diverged mitochondrial protein controls biofilm growth and virulence in Candida albicans.
An evolutionarily diverged mitochondrial protein controls biofilm growth and virulence in Candida albicans.
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DOI：
10.1371/journal.pbio.3000957
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发表时间：
2021-03
期刊：
影响因子：
9.8
通讯作者：
Uppuluri P
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mamouei Z;Singh S;Lemire B;Gu Y;Alqarihi A;Nabeela S;Li D;Ibrahim A;Uppuluri P
正向遗传筛选方法将 orf19.2500 鉴定为控制白色念珠菌生物膜分散和生物膜脱离的基因。三维 (3D) 蛋白质模型和生物信息学表明，orf19.2500 是一种保守的线粒体蛋白，结构上与角鲨烯/八氢番茄红素合酶家族相似，但功能上有所不同。白色念珠菌 orf19.2500 的特点是具有 3 个进化获得的氨基酸插入片段，除了少数子囊菌真菌外，所有其他真核生物都没有这些氨基酸插入片段。生化分析表明，orf19.2500 是呼吸电子传递链 (ETC) NADH 泛醌氧化还原酶复合物 I (CI) 的组装和活性所必需的，因此被命名为 NDU1。 NDU1 对于替代碳源的呼吸和生长至关重要，对于免疫逃避很重要，是血源性念珠菌病小鼠模型中毒力以及增强抗真菌药物耐药性所必需的。我们的研究是第一份关于一种蛋白质的报告，这种蛋白质在系统发育上将类念珠菌真菌与所有其他真核生物区分开来，该研究完全基于新氨基酸插入片段的进化“增益”，而新氨基酸插入片段也是该蛋白质的功能中心。
A forward genetic screening approach identified orf19.2500 as a gene controlling Candida albicans biofilm dispersal and biofilm detachment. Three-dimensional (3D) protein modeling and bioinformatics revealed that orf19.2500 is a conserved mitochondrial protein, structurally similar to, but functionally diverged from, the squalene/phytoene synthases family. The C. albicans orf19.2500 is distinguished by 3 evolutionarily acquired stretches of amino acid inserts, absent from all other eukaryotes except a small number of ascomycete fungi. Biochemical assays showed that orf19.2500 is required for the assembly and activity of the NADH ubiquinone oxidoreductase Complex I (CI) of the respiratory electron transport chain (ETC) and was thereby named NDU1. NDU1 is essential for respiration and growth on alternative carbon sources, important for immune evasion, required for virulence in a mouse model of hematogenously disseminated candidiasis, and for potentiating resistance to antifungal drugs. Our study is the first report on a protein that sets the Candida-like fungi phylogenetically apart from all other eukaryotes, based solely on evolutionary “gain” of new amino acid inserts that are also the functional hub of the protein.
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