Are hyaluronic acid synthases widely encoded in fungi?

چکیده اصلی

Hyaluronic acid (HA) is a biologically versatile polysaccharide synthesized by vertebrates and several microbial pathogens. To date, Cryptococcus neoformans CPS1p is the only reported bona fide hyaluronic acid synthase (HAS) in fungi, which is functionally related to bacterial HASs. Considering the phylogenetic and biochemical connection between HASs and chitin synthases (CHSs), essential for fungal cell wall synthesis, it is reasonable to hypothesize the former might be more common in fungi than expected. In this work, a comprehensive in silico survey of putative HASs in the Fungal Tree of Life was carried out. 68 putative HASs, mainly in Basidiomycota, were found, although other artificial intelligence-inferred putative HASs were found among Ascomycota. Global fold and arrangement of essential amino acids were shared by all kingdoms' HASs; however, C. neoformas CPS1p and additional putative fungal HASs (fungal HASs) showed exclusive conserved sequence signatures. Moreover, fungal HASs bore an only 3-helices transmembrane pore and their gating loop, which regulates the entrance of substrates to the catalytic site, was directly connected to an also exclusive intrinsically disordered C-terminus. Phylogenetically, fungal HASs were found in a clade different to that of bacterial, animal and viral HASs, and might share a common ancestor with Class I, III or VI CHSs. The atypical features of fungal HASs could influence the size and biological role of the HA they potentially synthesize and also highlight regulatory differences among HASs at the level of the gating loop configuration.

ترجمه فارسی چکیده

اسید هیالورونیک (HA) یک پلی‌ساکارید زیست‌شناختی چندمنظوره است که توسط مهره‌داران و چندین عامل بیماری‌زای میکروبی سنتز می‌شود. تاکنون CPS1p در Cryptococcus neoformans تنها سنتاز اسید هیالورونیک (HAS) گزارش‌شده در قارچ‌هاست که از نظر عملکردی با HASهای باکتریایی مرتبط است. با توجه به ارتباط فیلوژنتیک و بیوشیمیایی بین HASها و سنتازهای چیتین (CHS)، که برای سنتاز دیواره سلولی قارچ ضروری هستند، محتمل است که این آنزیم‌ها در قارچ‌ها فراتر از انتظار رایج باشند. در این کار، یک بررسی جامع درون‌شبکه‌ای از HASهای احتمالی در درخت حیات قارچی انجام شد. 68 HAS احتمالی، عمدتاً در قارچ‌های بی‌دیسک (Basidiomycota)، یافت شد، اگرچه HASهای احتمالی دیگر نیز در قارچ‌های آسکومایکوتا (Ascomycota) یافت شدند. تمام HASهای سلطنتی‌ها از نظر پوشش جهانی و چیدمان اسیدهای آمینه ضروری مشترک بودند؛ با این حال، CPS1p C. neoformans و HASهای قارچی احتمالی دیگر نشان‌دهنده امضاهای توالی محافظت‌شده منحصر‌به‌فرد بودند. علاوه بر این، HASهای قارچی دارای یک کانال غشایی سه‌حلقه‌ای و حلقه درب‌بازدار (gating loop) خود بودند که ورود زیرساخت‌ها به سایت کاتالیتیک را تنظیم می‌کرد و مستقیماً به یک انتهای C غیرسازگار (intrinsically disordered) نیز متصل بود. فیلوژنتیکاً، HASهای قارچی در یک شاخه متفاوت از HASهای باکتریایی، حیوانی و ویروسی قرار گرفتند و ممکن است با کلاس‌های I، III یا VI CHS یک جد مشترک داشته باشند. ویژگی‌های غیرمعمول HASهای قارچی می‌تواند بر اندازه و نقش زیست‌شناختی HA که ممکن است سنتز کنند تأثیر بگذارد و همچنین تفاوت‌های تنظیمی را در سطح پیکربندی حلقه درب‌بازدار در HASها برجسته کند.

متن کامل اصلی