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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
生物體的代謝基因型可以透過酵素編碼基因的流失和獲得而改變，同時保留其在特定環境中生存和合成生物量的能力。這種進化可塑性使得病原體能夠透過獲得新的代謝途徑來繞過被藥物阻斷的酶，從而進化出對抗代謝藥物的抗藥性。我們在這裡定量研究個體代謝反應和酵素可以被繞過的程度。為此，我們使用最近開發的計算方法來創建大型代謝網絡集合，該集合可以合成給定環境中的所有生物質成分，但包含一組隨機的已知生化反應。使用這種方法，我們確定了一個由 124 個反應組成的小連接核心，這些反應絕對是超級必要的（即所有代謝網絡中都需要）。許多這些反應已被實驗證實在不同的生物體中是必要的。我們還報告了一個超級精華！數千個反應的品質指數。該指數顯示反應被繞過的難易度。我們發現它與編碼反應酶的已定序基因組的數量有關。超必需性可以幫助選擇酶作為潛在的藥物標靶，特別是因為該指數對病原體所需的化學環境不高度敏感。我們的工作還展示了大型網路整合的分析如何幫助理解複雜而強大的代謝網絡的演化。