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磷酸核糖焦磷酸合成酶（PRPS）在所有生命形式的核心生化通路中发挥核心作用，这反映了其深远的进化意义。在此，我们对超过35,000条非冗余蛋白质序列进行了跨域分析，界定了PRPS在生命两大域起源处及生命之树关键分支点上的基本特征，其中包括早期真核发生时期。 通过结合蛋白质语言模型与最大似然系统发育分析，我们鉴定出全新的PRPS酶类别，并揭示了经典I类（源自细菌）或III类（源自古菌）酶如何通过遗传漂变或基因重复发生新功能化。我们进一步证明，在超类群辐射之前，来自不同细菌祖先的多个PRPS类别已转移至真核基因组，并通过对代表性实例进行生化与结构表征，阐明了它们在真核代谢中的作用。 最后，我们在几乎所有主要真核谱系及PRPS直系同源物中鉴定出30余个彼此独立的PRPS假酶形成事件，揭示了一种广泛存在但长期未被充分认识的PRPS调控机制。总体而言，这项系统层面的研究解析了塑造地球生命的一些最早期遗传事件，并为塑造酶结构与功能的进化机制提供了细致见解。
5-磷酸核糖焦磷酸合成酶（PRPS）在所有生命形式的核心生化通路中发挥中心作用，这反映了其深远的进化意义。在此，我们对超过35,000条非冗余蛋白质序列进行了跨域分析，从而界定了PRPS在生命两大域的根部以及生命树关键分支点上的基本特征，包括早期真核发生过程中。通过结合蛋白质语言建模与最大似然系统发育分析，我们鉴定出全新的PRPS酶类别，并揭示了经典I类（源自细菌）或III类（源自古菌）酶如何通过遗传漂变或基因重复发生新功能化。我们进一步证明，在超群辐射之前，来自不同细菌祖先的多种PRPS类别已转移至真核基因组中，并通过对代表性实例进行生化与结构表征，阐明其在真核代谢中的作用。最后，我们在几乎所有主要真核谱系及PRPS直系同源物中鉴定出30余个彼此独立的PRPS假酶形成事件，揭示了一种广泛存在但长期未受到充分重视的PRPS调控机制。总体而言，这项系统层面的研究解析了塑造地球生命的一些最早期遗传事件，并为雕塑酶结构与功能的进化机制提供了细致的见解。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.01.728777v1?rss=1
🏷️ PRPS酶 分子进化 系统发育分析 基因重复 假酶形成 真核起源
来源出处