摘要
动态别构作用中的一个核心挑战在于理解局部配体结合事件如何选择性地将远程通信通路进行路由和耦合。在此，我们开发了拉普拉斯子式层级（Laplacian minor hierarchy），一个无需参数的数学框架，能够从蛋白质接触网络中直接提取高阶几何不变量。为了在不经计算截断的情况下显式纳入配体相互作用，我们开发了一种块矩阵舒尔补化约方案，将结合态配体引入的通路直接投影到有效蛋白质拉普拉斯算子中。我们将该框架应用于PSD95-PDZ3结构域的全部八种基准结构，通过G330T和H372A突变，绘制其从I类（CRIPT）配体特异性到II类（T-2F）配体特异性的进化适应过程。对双联体、三联体和四联体通路耦合的评估表明，别构重连受网络层面的上位效应调控，其中表面环区突变G330T开辟了通信通路，而活性位点突变H372A随后加以利用。四联体相关性轮廓坍缩为两个截然不同的定量状态，完全由枢轴残基Thr332控制。这些结果表明，拉普拉斯子式层级作为一种严格且具有物理基础的框架，在分析蛋白质的路径组织、远程通信以及别构上位效应的拓扑基础方面具有潜力。
利益冲突声明
作者声明无利益冲突。
数据可用性声明
Python源代码、网络分析脚本、结构数据集以及解释该数学框架的教育性配套播客音频已永久存档，并可在Zenodo上公开获取，地址为 https://doi.org/10.5281/zenodo.22172172。
同行评审
为保证透明度，本文相关的同行评审文件可在 https://doi.org/10.1002/prot.70188 上获取。
