Phylogenetic Analyses of Microbial Hydrolytic Dehalogenases Reveal Polyphyletic Origin

脱卤酶 生物 多系 水解酶 系统发育学 生物化学 基因 克莱德
作者
Devi Lal,Himani Pandey,Rup Lal
出处
期刊:Indian Journal of Microbiology [Springer Nature]
卷期号:62 (4): 651-657 被引量:1
标识
DOI:10.1007/s12088-022-01043-8
摘要

Hydrolytic dehalogenases form an important class of dehalogenases that include haloacid dehalogenase, haloalkane dehalogenase, haloacetate dehalogenase, and atrazine chlorohydrolase. These enzymes are involved in biodegradation of various environmental pollutants and therefore it is important to understand their phylogeny. In the present study, it was found that the enzymes haloalkane and haloacetate dehalogenases share a common ancestry with enzymes such as carboxyesterase, epoxide hydrolase, and lipases, which can be traced to ancestral α/β hydrolase fold enzyme. Haloacid dehalogenases and atrazine chlorohydrolases have probabaly evolved from ancestral enzymes with phosphatase and deaminases activity, respectively. These findings were supported by the similarities in the secondary structure, key catalytic motifs and placement of catalytic residues. The phylogeny of haloalkane dehalogenases and haloacid dehalogenases differs from 16S rRNA gene phylogeny, suggesting spread through horizontal gene transfer. Hydrolytic dehalogenases are polyphyletic and do not share a common evolutionay history, the functional similarities are due to convergent evolution. The present study also identifies key functional residues, mutating which, can help in generating better enzymes for clean up of the persistent environmental pollutants using enzymatic bioremediation.
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