Cysteine is implicated in important biological processes. It is synthesized through two different pathways. Cystathionine β-synthase and cystathionine γ-lyase participate in the reverse transsulfuration pathway, while serine acetyltransferase and cysteine synthase function in the de novo pathway. Two evolutionarily related pyridoxal 5'-phosphate-dependent enzymes, cystathionine β-synthase TtCBS1 (TTHERM_00558300) and cysteine synthase TtCSA1 (TTHERM_00239430), were identified from a freshwater protozoan Tetrahymena thermophila. TtCbs1 contained the N-terminal heme binding domain, catalytic domain, and C-terminal regulatory domain, whereas TtCsa1 consisted of two α/β domains. The catalytic core of the two enzymes is similar. TtCBS1 and TtCSA1 showed high expression levels in the vegetative growth stage and decreased during the sexual developmental stage. TtCbs1 and TtCsa1 were localized in the cytoplasm throughout different developmental stages. His-TtCbs1 and His-TtCsa1 were expressed and purified in vitro. TtCbs1 catalyzed the canonical reaction with the highest velocity and possessed serine sulfhydrylase activity. TtCsa1 showed cysteine synthase activity with high Km for O-acetylserine and low Km for sulfide and also had serine sulfhydrylase activity toward serine. Both TtCbs1 and TtCsa1 catalyzed hydrogen sulfide producing. TtCBS1 knockdown and TtCSA1 knockout mutants affected cysteine and glutathione synthesis. TtCbs1 and TtCsa1 are involved in cysteine synthesis through two different pathways in T. thermophila.

中文翻译：

---

参与嗜热四膜虫半胱氨酸生物合成的胱硫醚 β-合酶 TtCbs1 和半胱氨酸合酶 TtCsa1 的表征

半胱氨酸与重要的生物过程有关。它是通过两种不同的途径合成的。胱硫醚β-合酶和胱硫醚γ-裂合酶参与反向转硫途径，而丝氨酸乙酰转移酶和半胱氨酸合酶在从头途径中起作用。从淡水原生动物嗜热四膜虫中鉴定出两种进化相关的吡哆醛 5'-磷酸依赖性酶，胱硫醚 β-合酶 TtCBS1 (TTHERM_00558300) 和半胱氨酸合酶 TtCSA1 (TTHERM_00239430)。TtCbs1 包含 N 端血红素结合域、催化域和 C 端调节域，而 TtCsa1 由两个 α/β 域组成。这两种酶的催化核心是相似的。TtCBS1和TtCSA1在营养生长阶段表现出高表达水平，在性发育阶段表达水平下降。TtCbs1 和 TtCsa1 在不同的发育阶段定位于细胞质中。His-TtCbs1 和 His-TtCsa1 在体外表达和纯化。TtCbs1 以最高速度催化典型反应，并具有丝氨酸巯基解酶活性。TtCsa1显示出半胱氨酸合酶活性，对O-乙酰丝氨酸具有高Km，对硫化物具有低Km，并且对丝氨酸也具有丝氨酸巯基解酶活性。TtCbs1和TtCsa1都催化硫化氢的产生。TtCBS1 敲低和 TtCSA1 敲除突变体影响半胱氨酸和谷胱甘肽的合成。TtCbs1 和 TtCsa1 通过 T. thermophila 中的两种不同途径参与半胱氨酸合成。TtCbs1 和 TtCsa1 在不同的发育阶段定位于细胞质中。His-TtCbs1 和 His-TtCsa1 在体外表达和纯化。TtCbs1 以最高速度催化典型反应，并具有丝氨酸巯基解酶活性。TtCsa1显示出半胱氨酸合酶活性，对O-乙酰丝氨酸具有高Km，对硫化物具有低Km，并且对丝氨酸也具有丝氨酸巯基解酶活性。TtCbs1和TtCsa1都催化硫化氢的产生。TtCBS1 敲低和 TtCSA1 敲除突变体影响半胱氨酸和谷胱甘肽的合成。TtCbs1 和 TtCsa1 通过 T. thermophila 中的两种不同途径参与半胱氨酸合成。TtCbs1 和 TtCsa1 在不同的发育阶段定位于细胞质中。His-TtCbs1 和 His-TtCsa1 在体外表达和纯化。TtCbs1 以最高速度催化典型反应，并具有丝氨酸巯基解酶活性。TtCsa1显示出半胱氨酸合酶活性，对O-乙酰丝氨酸具有高Km，对硫化物具有低Km，并且对丝氨酸也具有丝氨酸巯基解酶活性。TtCbs1和TtCsa1都催化硫化氢的产生。TtCBS1 敲低和 TtCSA1 敲除突变体影响半胱氨酸和谷胱甘肽的合成。TtCbs1 和 TtCsa1 通过 T. thermophila 中的两种不同途径参与半胱氨酸合成。TtCbs1 以最高速度催化典型反应，并具有丝氨酸巯基解酶活性。TtCsa1显示出半胱氨酸合酶活性，对O-乙酰丝氨酸具有高Km，对硫化物具有低Km，并且对丝氨酸也具有丝氨酸巯基解酶活性。TtCbs1和TtCsa1都催化硫化氢的产生。TtCBS1 敲低和 TtCSA1 敲除突变体影响半胱氨酸和谷胱甘肽的合成。TtCbs1 和 TtCsa1 通过 T. thermophila 中的两种不同途径参与半胱氨酸合成。TtCbs1 以最高速度催化典型反应，并具有丝氨酸巯基解酶活性。TtCsa1显示出半胱氨酸合酶活性，对O-乙酰丝氨酸具有高Km，对硫化物具有低Km，并且对丝氨酸也具有丝氨酸巯基解酶活性。TtCbs1和TtCsa1都催化硫化氢的产生。TtCBS1 敲低和 TtCSA1 敲除突变体影响半胱氨酸和谷胱甘肽的合成。TtCbs1 和 TtCsa1 通过 T. thermophila 中的两种不同途径参与半胱氨酸合成。TtCBS1 敲低和 TtCSA1 敲除突变体影响半胱氨酸和谷胱甘肽的合成。TtCbs1 和 TtCsa1 通过 T. thermophila 中的两种不同途径参与半胱氨酸合成。TtCBS1 敲低和 TtCSA1 敲除突变体影响半胱氨酸和谷胱甘肽的合成。TtCbs1 和 TtCsa1 通过 T. thermophila 中的两种不同途径参与半胱氨酸合成。