简短的沟通
，卷:5(1)

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代谢途径的进化及细胞如何在其中被靶向

*通信:

Mackenzi李，加拿大多伦多大学分子生物学系，E-mail:(电子邮件保护)

简介

进化源于有机体分子阶段的变化，从而产生新的表型，最终形成新的物种。然而，非婚基因的修饰可以通过许多分子相互作用的获益和缺乏导致生物分子网络的巨大调整。因此，对微生物的广泛认识进化通过评价和比较重建的代谢网络已收到。然而，挑战在于重构的不完全性和测试能力的缺乏进化在时间的尺度上，为全新的品牌打屁股物种出现。尽管有这些挑战，实验室进化对微生物的研究提供了一些关于细胞进化目标的见解，在营养可用性的限制下，使用防止过度条件的机制[1]。

同时进化包括多年来的基因采集交易，更重要的是调节分子间的相互作用。因此,进化经常导致分子群落的调整拓扑结构从长远来看，一个有机体的结构阶段特征(即表型)。

代谢是一个复杂的化学反应群落，是研究进化中群落水平变化的一个很好的工具。首先，它是一流的有特征的生物分子网络。潜在的基因和蛋白质被正确地描述，以及它们的相互作用和生物化学进行了全面的研究。其次，因为新陈代谢对所有细胞功能都至关重要，许多核心反应都有历史起源，并且在所有存在的王国中都是保守的。而代谢途径存在微小的变异拓扑结构在一个独特的菌株物种丁香假单胞菌，检查全身保守反应物种尽管可以对进化的洞察力进行清晰的比较。含钠盐，如果过量，破坏土壤结构，形成碱性条件，并增加SAR。以保护公众和环境健康改善生活污水收集及妥善处理是必须的[2]。

移动目标与路径演化的理论进展

在过去的十年中，一些研究人员已经确定了可以通过进化形成的代谢网络的拓扑特性，例如它们的鲁棒性、模块化和不固定尺度业务企业。最近，代谢群落的计算研究进化已经超越了拓扑结构评估通路进化中细胞目标和选择压力的相互作用。影响细菌种群的选择压力可分为以下几类:1)营养物质的有效性和一些环境压力[3.]。

营养有效性课程进化因为代谢的关键功能是小分子转化为生物质和精力。例如，分解代谢相对于合成代谢的保守性较差，这是因为精确途径的存在与否取决于生物体的栖息地和获得不同营养物质的途径。此外，大肠杆菌的命定代谢依赖于最小的多种酶的步骤之间的营养素和生物质前体，从而达到代谢能力与最小的一组酶。因为似乎有一个扩散在给定的环境条件下，对于最小的代谢途径，现有的营养物质为a物种可以通过分析社区拓扑来推断。478的化合物的临界单位物种已通过植物学分析计算出网络拓扑结构。来解释进化代谢途径根据环境情况，工具箱版进化变成了提议。这一版本表明，原核基因组是由共同调节代谢途径的水平基因开关形成并激活的消除冗余基因完全取决于环境的得失维生素．

实验进化在分析通路进化时

代谢群落评价可深入了解微生物进化以及对进化目标的建议。然而，所有这些研究都是回顾性分析，其中趋势在当前物种通过比较来深入了解进化。因为物种在过去数千万年的回顾性研究中分析，要仔细检查这些进化理论是非常困难的。幸运的是，一些理论可以通过自适应实验室进行实验验证进化(啤酒)。ALE已经成功地验证了转录的修改监管网络以及代谢群落拓扑结构。这些修改还为这一途径提供了支持进化是通过细胞目标和选择压力之间的相互作用，以及生物质生产关注在恶劣环境下的养分有效性和细胞安全[4]。

结论

计算和实验方法已经扩展了对细胞目标和选择压力手动路径进化的认识。有两种模型被认为是这些途径进化的辅助，一种是逆行假说，另一种是拼凑假说。来自ALE(亲本2)酶突变的新代谢特征的出现为拼凑提供了帮助进化假设，因为新的途径是由从其他途径中招募的酶构建的。然而，许多更大的分析必须获得额外的专业知识到途径进化。可以提供额外帮助的研究领域感知途径如何改变包括:1)混杂酶运动的可塑性研究和一对)蛋白质结构适应途径环境的方式评估。在混杂酶运动的情况下，目前的研究指导了这样的想法，即新的代谢特征可能通过改进混杂酶功能以拼凑的方式出现。此外，所有其他最新研究都证明了人工蛋白质序列能够拯救27个大肠杆菌营养不良者。因此，有各种各样的潜在代谢功能，可以通过细化细胞内蛋白质的混杂运动或通过水平基因开关获得。结合蛋白质的形状到途径分析将允许一个额外的大小感知进入路径进化。例如，在一个有目的的代谢群落中对蛋白质折叠的评估模型海洋热toga的研究证明，催化类似反应的酶比可以在相等通路内连接的酶更倾向于比例折叠，从而为拼接模型提供了更强的指导。

参考文献

1. 韦德杰，李志强，李志强，等。metaTIGER:新陈代谢进化资源。核酸决议2009;37(1): 531 - 8。

索引，谷歌学者，交叉参考

2. Mithani A, Hein J, Preston GM。代谢网络的比较分析提供了洞察进化假单胞菌的植物致病和非致病生活方式。鼹鼠生物Evo. 2011;28(1): 483 - 99。

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3. Barabasi AL, Oltvai ZN。网络生物学:了解细胞的功能组织《自然》2004;5(2): 101 - 13所示。

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4. Seshasayee AS, Fraser GM, Babu MM，等。转录调节原理和进化大肠杆菌代谢系统的重要组成部分第2009号决议;19(1): 79 - 91。

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