Fumarylacetoacetate hydrolase (FAH) superfamily proteins are found ubiquitously in microbial pathways involved in the catabolism of aromatic substances. Although extensive bioinformatic data on these proteins have been acquired, confusion caused by problems with the annotation of these proteins hinders research into determining their physiological functions. Here we classify 606 FAH superfamily proteins using a maximum likelihood (ML) phylogenetic tree, comparative gene-neighbourhood patterns and in vitro enzyme assays. The FAH superfamily proteins used for the analyses are divided into five distinct subfamilies, and two of them, FPH-A and FPH-B, contain the majority of the proteins of undefined function. These subfamilies include clusters designated FPH-I and FPH-II, respectively, which include two distinct types of fumarylpyruvate hydrolase (FPH), an enzyme involved in the final step of the gentisate pathway. We determined the crystal structures of these FPH enzymes at 2.0 Å resolutions and investigate the substrate binding mode by which these types of enzymes can accommodate fumarylpyruvate as a substrate. Consequentially, we identify the molecular signatures of the two types of FPH enzymes among the broadly conserved FAH superfamily proteins. Our studies allowed us to predict the relationship of unknown FAH superfamily proteins using their sequence information.

中文翻译：

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广泛保存的FAH超家族的序列，结构和基于功能的分类揭示了两个不同的富马酰丙酮酸水解酶亚家族。

Fumarylacetoacetate水解酶（FAH）超家族蛋白广泛存在于涉及芳香物质分解代谢的微生物途径中。尽管已经获得了有关这些蛋白质的大量生物信息学数据，但是由于这些蛋白质标注问题引起的混乱，阻碍了对确定其生理功能的研究。在这里，我们使用最大似然（ML）系统发育树，比较的基因邻域模式和体外酶测定法对606种FAH超家族蛋白进行分类。用于分析的FAH超家族蛋白分为五个不同的亚家族，其中两个FPH-A和FPH-B包含大多数功能不确定的蛋白。这些子家族包括分别称为FPH-I和FPH-II的簇，其中包括两种不同类型的富马酰丙酮酸水解酶（FPH），一种参与龙胆酸酯途径最后一步的酶。我们以2.0Å的分辨率确定了这些FPH酶的晶体结构，并研究了底物结合模式，这些类型的酶可通过该底物结合形式容纳富马酰丙酮酸作为底物。因此，我们在广泛保存的FAH超家族蛋白中鉴定了两种FPH酶的分子标记。我们的研究使我们能够利用其序列信息预测未知的FAH超家族蛋白的关系。分辨率为0Å，并研究底物结合模式，这些类型的酶可通过该底物结合形式将富马酰丙酮酸盐作为底物。因此，我们在广泛保存的FAH超家族蛋白中鉴定了两种FPH酶的分子标记。我们的研究使我们能够利用其序列信息预测未知的FAH超家族蛋白的关系。分辨率为0Å，并研究底物结合模式，这些类型的酶可通过该底物结合形式将富马酰丙酮酸盐作为底物。因此，我们在广泛保存的FAH超家族蛋白中鉴定了两种FPH酶的分子标记。我们的研究使我们能够利用其序列信息预测未知的FAH超家族蛋白的关系。