Agota Aučynaitė, Jonita Stankevičiūtė, Rolandas Meškys, Herman van Tilbeurgh, Jaunius Urbonavičius, Laura Kaliniene, Rasa Rutkienė, Daiva Tauraitė, Anželika Lopato, Department of Molecular Microbiology and Biotechnology, Institute of Biochemistry, Vilnius University, Department of Chemistry and Bioengineering, Vilnius Gediminas Technical University, Fonction et Architecture des Assemblages Macromoléculaires (FAAM), Département Biochimie, Biophysique et Biologie Structurale (B3S), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Fonction et Architecture des Assemblages Macromoléculaires ( FAAM ), Département Biochimie, Biophysique et Biologie Structurale ( B3S ), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), and Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Tricyclic wyosine derivatives are found at position 37 of eukaryotic and archaeal tRNAPhe. In Archaea, the intermediate imG-14 is targeted by three different enzymes that catalyze the formation of yW-86, imG, and imG2. We have suggested previously that a peculiar methyltransferase (aTrm5a/Taw22) likely catalyzes two distinct reactions: N1-methylation of guanosine to yield m1G; and C7-methylation of imG-14 to yield imG2. Here we show that the recombinant aTrm5a/Taw22-like enzymes from both Pyrococcus abyssi and Nanoarchaeum equitans indeed possess such dual specificity. We also show that substitutions of individual conservative amino acids of P. abyssi Taw22 (P260N, E173A, and R174A) have a differential effect on the formation of m1G/imG2, while replacement of R134, F165, E213, and P262 with alanine abolishes the formation of both derivatives of G37. We further demonstrate that aTrm5a-type enzyme SSO2439 from Sulfolobus solfataricus, which has no N1-methyltransferase activity, exhibits C7-methyltransferase activity, thereby producing imG2 from imG-14. We thus suggest renaming such aTrm5a methyltransferases as Taw21 to distinguish between monofunctional and bifunctional aTrm5a enzymes.