Insights on the evolution of trehalose biosynthesis.
Insights on the evolution of trehalose biosynthesis.
复制标题
DOI：
10.1186/1471-2148-6-109
复制
发表时间：
2006-12-19
影响因子：
3.4
通讯作者：
Iturriaga G
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Avonce N;Mendoza-Vargas A;Morett E;Iturriaga G
相容的溶质海藻糖是一种非还原性二糖，在热、冷或渗透压下会积聚。人们普遍认为海藻糖仅存在于极端微生物或隐生生物中。然而，近年来，研究表明，虽然高等植物不会大量积累海藻糖，但它们却积极转录编码相应生物合成酶的基因。在这项研究中，我们表明真细菌、古细菌、植物、真菌和动物中存在海藻糖生物合成能力。细菌有五种不同的生物合成途径，而真菌、植物和动物只有一种。我们对海藻糖-6-磷酸合酶（TPS）和海藻糖磷酸酶（TPP）结构域进行了系统发育分析，并表明来自不同生物体的蛋白质中这些结构域之间存在密切的进化关系。在细菌中，TPS 和 TPP 基因聚集在一起，而在真核生物中，这些结构域融合在单个蛋白质中。我们已经证明海藻糖生物合成途径在自然界中广泛分布。有趣的是，一些真细菌物种具有多种途径，而真核生物只有 TPS/TPP 途径。脊椎动物缺乏海藻糖生物合成能力，但可以分解代谢它。 TPS 和 TPP 结构域主要是平行进化的，它们很可能经历了几次基因复制和横向基因转移。
The compatible solute trehalose is a non-reducing disaccharide, which accumulates upon heat, cold or osmotic stress. It was commonly accepted that trehalose is only present in extremophiles or cryptobiotic organisms. However, in recent years it has been shown that although higher plants do not accumulate trehalose at significant levels they have actively transcribed genes encoding the corresponding biosynthetic enzymes. In this study we show that trehalose biosynthesis ability is present in eubacteria, archaea, plants, fungi and animals. In bacteria there are five different biosynthetic routes, whereas in fungi, plants and animals there is only one. We present phylogenetic analyses of the trehalose-6-phosphate synthase (TPS) and trehalose-phosphatase (TPP) domains and show that there is a close evolutionary relationship between these domains in proteins from diverse organisms. In bacteria TPS and TPP genes are clustered, whereas in eukaryotes these domains are fused in a single protein. We have demonstrated that trehalose biosynthesis pathways are widely distributed in nature. Interestingly, several eubacterial species have multiple pathways, while eukaryotes have only the TPS/TPP pathway. Vertebrates lack trehalose biosynthetic capacity but can catabolise it. TPS and TPP domains have evolved mainly in parallel and it is likely that they have experienced several instances of gene duplication and lateral gene transfer.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1111/j.1432-1033.1994.tb19929.x
发表时间：
1994-01-15
期刊：
EUROPEAN JOURNAL OF BIOCHEMISTRY
影响因子：
--
作者：
HOTTIGER, T;DEVIRGILIO, C;WIEMKEN, A
通讯作者：
WIEMKEN, A
影响因子：
4.8
作者：
Horlacher, R;Boos, W
通讯作者：
Boos, W
DOI：
10.1007/bf01919312
发表时间：
1996-05-01
期刊：
EXPERIENTIA
影响因子：
--
作者：
Becker, A;Schloder, P;Wegener, G
通讯作者：
Wegener, G
影响因子：
5.8
作者：
Ciria, R;Abreu-Goodger, C;Merino, E
通讯作者：
Merino, E
影响因子：
7.2
作者：
Blázquez, MA;Santos, E;Gancedo, C
通讯作者：
Gancedo, C