十亿年演化显现于纳秒级蛋白质动力学
生物物理
2023-09-13 v1
摘要
蛋白质动力学构成了蛋白质结构与功能之间的关键桥梁，然而演化对蛋白质内部超快过程的影响仍是个谜。本研究深入探究了在结构上和功能上保守、且物种间分离近十亿年的蛋白质的纳秒尺度动力学，研究了与配体复合的十个同源物。通过诱导结合口袋内配体的光触发去稳定化，我们通过瞬态红外光谱解析了每个同源物的独特动力学足迹。引人注目的是，我们发现了蛋白质复合物内的一系列重排，表现为动态活动的三个离散时间点，在数亿年内于狭窄窗口内保守。在这些过程中，有一个显示出与演化分歧相关的细微时间偏移，表明过去选择性压力降低。我们的研究不仅在特定案例中揭示了演化对分子过程的影响，还可能在分子古生物学这一新科学探究领域开启先河，该领域基于蛋白质动力学过程的快速节奏比较和分类物种；这一领域将生命物质中可设想的最短时空尺度（10^-9 s）与最长的（10^16 s）相连。
引用
@article{arxiv.2309.06298,
title = {A billion years of evolution manifest in nanosecond protein dynamics},
author = {Philipp J. Heckmeier and Jeannette Ruf and Charlotte Rochereau and Peter Hamm},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.06298},
year = {2023}
}