在中性进化下，结构可从无序中涌现

突变通常被认为会削弱蛋白质结构的稳定性。然而，许多蛋白质在天然状态下是无结构的，而突变对这类蛋白质的影响，尤其是在缺乏选择作用的情况下，仍不明确。在此，我们构建了一个计算模型，用以研究突变对随机序列和天然序列中结构无序性的影响，其中包括来源于进化保守蛋白质的序列，以及进化上新近产生的从头蛋白质。我们发现，尽管有结构蛋白质倾向于失去结构，无结构蛋白质却呈现相反的趋势，在缺乏定向选择的情况下变得更具结构性。这种双向动态对突变偏倚、遗传密码结构和序列来源均具有稳健性，表明其源于序列—结构图景的拓扑特征，而非内在的定向机制。我们的结果与一种弥散图景相一致，在这种图景中，有结构序列和无序序列在序列空间中交错分布。这些发现表明，中性进化能够导致结构形成，并可能在强选择发生之前促进从头蛋白质早期的结构演化。

突变通常被认为会降低蛋白质结构的稳定性。然而，许多蛋白质在天然状态下本身就是无序的，而突变对此类蛋白质的影响，尤其是在缺乏选择作用的情况下，仍不明确。在此，我们建立了一个计算模型，用于研究突变对随机序列和天然序列中结构无序性的影响，这些序列包括来源于进化保守蛋白的序列，以及进化上新近出现的 de novo 蛋白序列。我们发现，尽管有结构蛋白倾向于丧失结构，无结构蛋白却表现出相反的趋势，即在缺乏定向选择的情况下变得更有结构。这种双向动态对突变偏倚、遗传密码结构和序列来源均表现出稳健性，表明其源于序列—结构图景的拓扑特征，而非内在的定向机制。我们的结果与一种弥散的图景相一致，在这种图景中，有结构序列和无序序列交错分布于整个序列空间之中。这些发现表明，中性进化能够导致结构形成，并可能在强选择作用出现之前促进 de novo 蛋白早期的结构进化。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.28.728420v1?rss=1

🏷️ 中性进化 蛋白质无序 从头蛋白质 序列结构关系 突变效应