代谢从何而生手性

分子手性对于生化功能至关重要，但人们尚不清楚手性选择性在从地化学向生化演化过程中首次变得重要的时刻。本文识别了手性分子在代谢演化中的关键转变，阐明了无手性分子（缺乏手性中心）如何在从地化学可获得的前体分子中，演化为特定且丰富的手性分子。模拟的生物圈规模代谢网络的扩展提出了关于手性分子演化的新假设，包括无手性和手性化合物作为早期代谢网络增长的显著核点，随着网络的扩张，对拥有更多手性中心的分子的富集程度增加，沿反应路径保持破坏手性对称性作为一般组织原则。我们还发现大型非聚合物无手性分子的意外富集。利用40,023个基因组和 metagenome 的代谢数据，我们分析了手性和无手性分子在大规模代谢网络组织中的统计特征，揭示了系统规模相关的手性标度定律，这些定律在个体和生态系统中各不相同。通过阐明代谢网络如何导致手性选择，本文的发现为将代谢与基因优先方法相结合，以了解生命中分子组织的主要转变提供了新途径，理解现存和人造代谢网络中的手性作用，并为寻找手性生物指示物提供灵感。