中性遗传漂变可辅助蛋白质功能进化
种群与进化
2007-07-18 v1 生物大分子
摘要
背景：天然进化蛋白质积累的许多突变在中性意义上并不显著改变蛋白质执行其主要生物功能的能力。然而，当选择开始 favor 其他附属于蛋白质生物角色的“混杂”功能时，新的蛋白质功能便会进化。如果相对于蛋白质主要生物功能为中性的突变导致混杂功能发生实质性变化，这些突变可能促成未来的功能进化。结果：在此，我们通过实验研究这一可能性，考察了针对单一底物活性发生中性进化的细胞色素 P450 酶在催化其他五种底物反应能力上的变化。我们发现，酶的混杂活性有时发生了高达四倍的变化。混杂活性的变化往往随突变数量的增加而增大，并且主要可以根据底物的化学结构加以合理解释。针对化学相似底物的活性倾向于以协调方式变化，这可能提供了一条途径，即基于对几种其他功能的测量来系统预测某一功能的变化。结论：我们的工作表明，最初的中性遗传漂变可导致当前未受选择的蛋白质功能发生实质性变化，实际上使蛋白质处于一种预备状态，以便在未来选择“提出新问题”时更易于经历功能进化。
引用
@article{arxiv.0705.0201,
title = {Neutral genetic drift can aid functional protein evolution},
author = {Jesse D Bloom and Philip A Romero and Zhongyi Lu and Frances H Arnold},
journal= {arXiv preprint arXiv:0705.0201},
year = {2007}
}