酶的进化：古代 DNA 揭示了对寒冷的适应

酶对生命至关重要，它们会适应环境温度。在极端条件下繁荣的嗜极生物拥有具有独特适应性的酶。《蛋白质科学》发表的一项研究（2025 年 2 月 19 日）使用祖先序列重建 (ASR) 来研究 3-异丙基苹果酸脱氢酶 (IPMDH)，这是一种参与亮氨酸生物合成的酶。早稻田大学的赤沼聪教授团队重建了 11 种祖先 IPMDH 酶，以追踪其进化过程。 该研究揭示了第五和第六种祖先酶之间在 25 °C 时催化活性显着增加。定点诱变鉴定了远离活性位点的关键氨基酸取代，从而提高了在较低温度下的活性。分子动力学模拟表明，第六种祖先酶 (Anc06) 可以采用部分封闭的构象，从而降低活化能。 这种转变发生在 25 亿至 21 亿年前的大氧化事件期间，表明全球降温推动了酶的适应。ASR 有助于识别提高酶效率的突变，从而深入了解生命对环境变化的进化反应。这些发现具有生物技术、制药和环境科学方面的潜在应用。