Nature | 代谢活动塑造酶结构的演化逻辑

本文探讨了代谢活动如何塑造酶结构的演化逻辑。研究表明，酶并非孤立演化，而是嵌套于代谢网络中协同演化的产物。代谢网络的拓扑结构受代谢产物化学性质和生化选择压力的影响。酶在维持细胞代谢稳态和适应环境变化中发挥核心作用，但其功能演化受多重生化约束限制。研究发现，酶结构的演化受代谢功能、合成成本、分子互作和通量变异等多层因素共同驱动。高保守区域集中于催化核心和蛋白互作界面，而表面区域演化较快。研究通过分析酵母种中的酶结构，揭示了代谢特化如何驱动酶结构的演化。此外，酶的蛋白质丰度、催化效率和氨基酸组成也影响其结构保守性。这些发现为理解生命系统的演化逻辑提供了新视角，并为未来的酶设计与代谢工程开辟了理论路径。