FF22 里挤着一大堆 CYP(细胞色素 P450)——不同底物、不同 CYP 亚家族。核心问题和之前 FF145 一样:它们是不是全都是货真价实、应当归入此 FunFam 的 CYP,还是混进了像 FF145 里 F6H602 那样的"异类"(pollution)?
判据不能只看名字。124 个成员里只有 10 个有 EC 注释,其余是未表征的 TrEMBL 序列——正是当年 F6H602 藏身之处。所以要落到序列签名层面去验。全程 不使用 Shannon 熵,只用真实的序列保守签名 + UniProt/InterPro 注释。
124 个成员全部是真正的植物细胞色素 P450。不存在 F6H602 式的异类。证据链在序列层面就已闭合,无需上结构比对。
| 检查项 | 结果 |
|---|---|
| 物种界 | 124/124 全 Eukaryota / Viridiplantae(Vitis 21 · Populus 13 · Oryza 10 · Glycine 10 · Arabidopsis 6 · Zea 5 …) |
| 结构域长度 | 363–465,中位 451 —— CYP 催化域典型 ~450-480,分布紧 |
| EC(10 个有注释) | 全部 EC 1.14.13/14.x = CYP 单加氧酶,无非-CYP 的 EC |
| 血红素结合 Cys CYP 铁配位残基,近乎绝对保守 | 122/124 携带;比对第 476 列共识 GGGPRMCPGN = 经典 CYP heme 基序 |
| 其它 CYP 签名列 | ExxR(K-螺旋盐桥)第 389 列 E 100% · meander 的 W/P/G 全保守 → 货真价实的 CYP 比对 |
三个"嫌疑"成员,逐个洗清:
| 成员 | 为何被标 | 核查结果 |
|---|---|---|
| Q9SJH2 | DE 只是位点名 At2g42850 | = CYP718 · UniProt "Belongs to the cytochrome P450 family" · InterPro IPR001128。合法。 |
| A0A0P0X6L5 | 缺血红素-Cys(粳稻) | UniProt Flags: Fragment · Pfam PF00067。C 端截断的真 CYP——上游 7 个 CYP 签名全带,序列断在 heme 环之前。 |
| B8B6N7 | 缺血红素-Cys(籼稻) | 同上,PF00067,C 端截断片段,上游签名全带。真 CYP 片段。 |
"没有污染"不等于"只有一个功能"。把 124 条比对序列做两两同一性 + 层次聚类,FF22 明显不是单一紧致亚家族:成对同一性中位仅 37%(>40% 同 CYP-family 的占 37%,>55% 同亚家族的仅 14%)。
切在 40% 同一性(≈CYP-family 界),分成 3 个大簇 + 2 个离群小对,各对应不同的底物特异性:
| 簇 | CYP 家族 | 功能 / 底物 | n | 关键成员 |
|---|---|---|---|---|
| A | CYP716B / CYP718 (+紫杉烷型) | 三萜/二萜骨架羟化 异质,最大簇 | 63 | CYP716B1 · taxane 13α-hydroxylase |
| B | CYP716A | β-香树脂醇 28-单加氧酶 → 齐墩果酸 三萜皂苷合成 · EC 1.14.14.126 · 最连贯 | 42 | β-amyrin 28-monooxygenase · CYP716A1/A2 · dammarenediol 12-hydroxylase |
| C | CYP718 / 紫杉二烯-5α型 | 二萜羟化 | 15 | CYP718 · "taxadiene 5α-hydroxylase"(部分自动注释) |
| D | CYP707A | 脱落酸 8′-羟化酶 ABA 分解代谢 · EC 1.14.14.137 · 功能最独立 | 2 | O81077 (ABA 8'-hydroxylase 2) |
| E | CYP725 | 紫杉烷 7β/14β-羟化 紫杉醇通路 · 仅 Taxus · EC 1.14.13.146/147 | 2 | Taxoid 7β- / 14β-hydroxylase |
解读 —— 该不该拆? 所有簇都共享 CYP 折叠 + 血红素-Cys + ExxR 催化机器,归在同一超家族/FunFam 没有错。但若追求"一个 FunFam = 一个功能":最干净、最自成一体的是 簇 B(CYP716A)——一个连贯的三萜 C-28 氧化亚家族;而 簇 D(CYP707A,脱落酸分解代谢) 和 簇 E(CYP725,紫杉醇通路) 在底物与生理角色上最为独立,是最有理由单列的拆分候选(尽管各仅 2 个成员)。
与 FF145 对比 —— FF145 里有真异类 F6H602(退化 DPH6 域 + RidA 融合蛋白),证据模糊到必须上 TM-align 才能定案。FF22 没有对应物:两个可疑成员一查 UniProt 就是截断片段,证据在序列签名层面即闭合。
方法 · 全程 Shannon-free。成员与比对取自 CATH v4_4_0 FunFam Stockholm(124 序列 × 535 列,DOPS 95.7);污染判据 = 血红素结合 Cys(FxxGxRxCxG)+ ExxR K-螺旋签名覆盖 + UniProt/InterPro/Pfam(PF00067)家族归属;亚家族结构 = 两两序列同一性 → 平均连接层次聚类 + 经典 MDS。可疑成员逐个走 UniProt 事实核查。