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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
蛋白質基因型空間中蛋白質結構的組織已被充分研究。對於蛋白質功能來說，情況並非如此，其組織對於理解新的蛋白質功能如何透過序列空間的盲目進化搜尋而產生非常重要。在蛋白質以外的系統中，基因型空間的兩個組織特徵促進表型創新。首先，具有相同表現型的基因型形成巨大且相連的基因型網絡。第二是這個空間中的不同鄰域包含不同的新表型。我們使用超過 30,000 個具有已知結構和功能的蛋白質的資料集，描述了蛋白質基因型空間中酵素功能的組織。我們表明，基因型空間的不同鄰域包含具有非常不同功能的蛋白質。這項特性既透過探索基因型網絡促進演化創新，也限制新表型的演化。不同鄰域的表型多樣性是由於某些功能可以由多個結構執行的事實所造成的。我們發現蛋白質功能的空間不是均勻的，不同的基因型鄰域往往包含不同的功能譜，其多樣性隨著這些鄰域在序列空間中的距離的增加而增加。因此，具有給定功能的蛋白質是否能夠進化出特定的新功能取決於該蛋白質在序列空間中的位置。