代谢网络进化过程中拓扑结构与功能之间的关联

【摘要】 代谢网络进化过程中酶的拓扑连接与它们的功能之间具有怎样的关联呢?这种关联在亲缘关系较近的物种间是否具有一定的相似性呢?以叶绿体和其内共生祖先蓝藻(Synechococcus sp.WH8102,syw)的代谢网络为对象,以大肠杆菌、拟南芥和红藻的代谢网络作为对照,研究酶的连接度与其功能之间的关联.结果表明,各个物种中不同代谢通路和性质分类(EC)的酶都具有不同的平均连接度,但是同一代谢通路或性质分类的酶在叶绿体和蓝藻syw中显示非常相似的连接度.另外,叶绿体与蓝藻syw之间的保守模块,如氨基酸代谢等,具有明显更高的平均连接度.而且,叶绿体和蓝藻中的同工酶都比其他酶具有更高的连接度,对应基础类代谢通路,并存于二者之间的保守模块中.因此,尽管内共生过程中叶绿体代谢组发生了较大的重组,但是网络拓扑结构与功能间的关联仍然与其祖先细菌蓝藻非常相似,说明这种关联可能用于衡量进化过程中物种间亲缘关系远近的程度.更多还原