एंजाइम विकास: प्राचीन डीएनए ठंड के अनुकूलन को दर्शाता है

एंजाइम, जो जीवन के लिए महत्वपूर्ण हैं, अपने पर्यावरण के तापमान के अनुकूल होते हैं। चरम स्थितियों में पनपने वाले एक्सट्रीमोफाइल, अद्वितीय अनुकूलन वाले एंजाइमों के अधिकारी होते हैं। *प्रोटीन साइंस* (19 फरवरी, 2025) में प्रकाशित एक शोध में ल्यूसीन बायोसिंथेसिस में शामिल एक एंजाइम, 3-आइसोप्रोपिलमालेट डिहाइड्रोजनेज (IPMDH) का अध्ययन करने के लिए पूर्वज अनुक्रम पुनर्निर्माण (ASR) का उपयोग किया गया। वासेदा विश्वविद्यालय के प्रोफेसर सातोशी अकानुमा की टीम ने इसके विकास को ट्रैक करने के लिए 11 पूर्वज IPMDH एंजाइमों का पुनर्निर्माण किया। अध्ययन में पांचवें और छठे पूर्वज एंजाइमों के बीच 25 °C पर उत्प्रेरक गतिविधि में महत्वपूर्ण वृद्धि का पता चला। साइट-निर्देशित उत्परिवर्तनजनन ने सक्रिय साइट से दूर प्रमुख अमीनो एसिड प्रतिस्थापनों की पहचान की, जिससे कम तापमान पर गतिविधि बढ़ गई। आणविक गतिशीलता सिमुलेशन से पता चला कि छठा पूर्वज एंजाइम (Anc06) आंशिक रूप से बंद रचना को अपना सकता है, जिससे सक्रियण ऊर्जा कम हो जाती है। यह संक्रमण, जो 2.5 से 2.1 बिलियन वर्ष पहले महान ऑक्सीकरण घटना के दौरान हुआ था, बताता है कि वैश्विक शीतलन ने एंजाइम अनुकूलन को बढ़ावा दिया। ASR एंजाइम दक्षता में सुधार करने वाले उत्परिवर्तनों की पहचान करने में मदद करता है, जिससे पर्यावरणीय परिवर्तनों के प्रति जीवन की विकासवादी प्रतिक्रिया के बारे में जानकारी मिलती है। इन निष्कर्षों में जैव प्रौद्योगिकी, फार्मास्यूटिकल्स और पर्यावरण विज्ञान में संभावित अनुप्रयोग हैं।