崔胜研究小组最新研究动态：“天冬氨酸半醛脱氢酶(ASADH)二聚体和四聚体微妙变化”（2016.2）

北京协和医学院病原生物学研究所崔胜研究小组最新研究结果首次揭示：真菌和古菌中天冬氨酸半醛脱氢酶（Aspartate-β-semialdehydedehydrogenase，ASADH）的活性构象（active conformation）为类似糖酵解中甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）的同源四聚体。这与细菌中二聚体ASADH构象截然不同。ASADH的功能对于整个生物圈都是至关重要和不可取代的。因为ASADH存在于细菌，真菌，古菌和高等植物中，却不存在于动物中。ASADH催化反应的产物是四种必须氨基酸（MET，THR，ILE和LYS）生物合成不可或缺的前体(图1)。也就是说，ASADH的酶学功能保障了地球上包括人类等各种动物生存的物质来源。

我们的研究成果揭示了以NADP/NADPH为辅酶的一类酶分子的进化特征。根据其多聚性质，我们可将ASADH分为二聚体酶和四聚体酶两类。二聚体酶包括了所有革兰氏阴性和阳性细菌中的ASADHs；四聚体酶包括了真菌和古菌中的ASADHs。有趣的是，真菌和古菌中ASADH保留了与GAPDH和MCR （Malonyl CoA reductase）等酶的相似的构象，但这些酶具有不同的功能。二聚体ASADH和四聚体ASADH在结构上有显著的差异（这种结构差异甚至大于四聚体ASADH和GAPDH、MCR之间的差异），但二聚体ASADH和四聚体ASADH具有完全相同的功能。我们认为这些发现支持了以下推论：（1）真菌和古菌的ASADH在进化上更相近，与细菌的ASADH距离更远。（2）ASADH，GAPDH和MCR等以NADP为辅酶的分子可能由共同的原始分子进化而来。进化过程中，活性中心发生了改变，但酶的构象却保留下来。多年以来，人们一直被认为ASADH是二聚体。四聚体ASADH的发现将ASADH与其他以NADP/NADPH为辅酶的蛋白联系在一起，提示了这一类分子在进化上的相关性。

（论文链接：http://www.nature.com/articles/srep21067）