Evoluzione degli enzimi: il DNA antico rivela l'adattamento al freddo

Gli enzimi, vitali per la vita, si adattano alla temperatura del loro ambiente. Gli estremofili, che prosperano in condizioni estreme, possiedono enzimi con adattamenti unici. Una ricerca, pubblicata su *Protein Science* (19 febbraio 2025), ha utilizzato la ricostruzione della sequenza ancestrale (ASR) per studiare la 3-isopropilmalato deidrogenasi (IPMDH), un enzima coinvolto nella biosintesi della leucina. Il team del professor Satoshi Akanuma dell'Università di Waseda ha ricostruito 11 enzimi IPMDH ancestrali per tracciare la sua evoluzione. Lo studio ha rivelato un aumento significativo dell'attività catalitica a 25 °C tra il quinto e il sesto enzima ancestrale. La mutagenesi sito-diretta ha identificato sostituzioni chiave di amminoacidi distanti dal sito attivo, migliorando l'attività a temperature più basse. Simulazioni di dinamica molecolare hanno mostrato che il sesto enzima ancestrale (Anc06) poteva adottare una conformazione parzialmente chiusa, riducendo l'energia di attivazione. Questa transizione, avvenuta tra 2,5 e 2,1 miliardi di anni fa durante il Grande Evento di Ossidazione, suggerisce che il raffreddamento globale ha guidato l'adattamento enzimatico. L'ASR aiuta a identificare le mutazioni che migliorano l'efficienza degli enzimi, fornendo informazioni sulla risposta evolutiva della vita ai cambiamenti ambientali. Queste scoperte hanno potenziali applicazioni in biotecnologie, prodotti farmaceutici e scienze ambientali.