近期，我校生物工程学院徐岩教授和张荣珍教授为共同通讯作者在EMBOJ（IF=14.012）（http://doi.org/10.15252/embj.2021108368）杂志上发表了“Oligomeric interactions maintain active-site structure in a non-cooperative enzyme family” 相关研究。

蛋白质寡聚化或组装成稳定的多亚基复合物的特征在蛋白质家族甚至超家族中极为常见，目前对于其寡聚结构进化和保守的原因不清楚，通过寡聚相互作用稳定蛋白质结构的特定物理化学机制和结构特征仍未完全表征。本研究在近平滑假丝酵母中发现了短链脱氢酶/还原酶的同工酶(S)-羰基还原酶（SCR、SCR1、SCR2和SCR3）在溶液中以四聚体形态存在，研究使用包括X-射线晶体学和低温电子显微镜(cryo-EM)，发现短链脱氢酶/还原酶超家族中保守的四聚体界面直接稳定了活性位点的结构，是维持活性位点天然构象的必要条件。在单个亚基的情况下维持等效活性位点结构需要更长的氨基酸序列，因此寡聚化可以通过降低生物合成酶的代谢成本来增强进化适应性，具有不同特异性的SCR和SCR2可以形成异源四聚体蛋白，这种特殊的寡聚化可以使给定的合成代谢投资产生多样化的功能。该研究还发现SCR四聚体界面结构的扰动可以改变该酶的特异性，为使用寡聚相互作用稳定活性位点结构相关的新酶活性的进化提供途径。由于寡聚界面的大表面积提供了额外折叠能量的缓冲，增加了对氨基酸取代的耐受性，即使它们单独降低折叠稳定性，也能增强酶活性，因此寡聚化结构策略产生了适应性的协同增益，因而寡聚相互作用能够增强进化适应性并有助于维持其广泛的系统发育保守性。这些发现将有助于指导寡聚酶的从头设计，包括结合不同活性的异寡聚酶，将极大地丰富已有的天然酶库。