4亿年来代谢在形成酶结构中的作用
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- 科学网
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- 中文
- 原文发布日期：
- 2025-07-10
- 摘要：
- 德国柏林夏里特大学Markus Ralser团队在研究中取得进展。他们的研究开发出了4亿年来代谢在形成酶结构中的作用。该研究于2025年7月9日发表于国际一流学术期刊《自然》杂志上。研究人员分析了11269种预测和实验确定的酶结构，这些酶结构催化225种途径的361种代谢反应，以研究酵母亚门4亿年的代谢进化。通过将结构保守区域的序列分化与酶的各种代谢特性联系起来，课题组揭示了代谢在多个尺度上塑造了结构进化，从物种范围的代谢特化到网络组织和酶的分子特性。虽然正选择残基分布在各种结构元件中，但酶的进化受到反应机制、与金属离子和抑制剂的相互作用、代谢通量可变性和生物合成成本的限制。他们的发现揭示了结构进化的层次模式，其中结构背景决定了氨基酸取代率，表面残基进化最快，小分子结合位点在没有成本优化的选择约束下进化。通过将结构生物学与进化基因组学相结合，课题组研究人员建立了一个模型，在这个模型中，酶的进化本质上是由催化功能控制的，并由代谢生态位、网络结构、成本和分子相互作用形成。
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