Prasinoderma coloniale 中独特的 N-乙酰-L-谷氨酸激酶：一种古老酶的新特征

《Planta》：Unique N-acetyl-L-glutamate kinase of Prasinoderma coloniale: new features of an old enzyme

　　# 摘要## 主要结论*Prasinoderma coloniale* 的 N-乙酰-L-谷氨酸激酶是进化变通的实例，使该藻类能够在缺乏 PII 蛋白的情况下存活。## 摘要N-乙酰-L-谷氨酸激酶（NAGK）催化 N-乙酰-L-谷氨酸磷酸化为 N-乙酰-L-谷氨酰磷酸，这是鸟氨酸/精氨酸生物合成途径中的限速步骤。在蓝细菌和古质体生物中，NAGK 活性受终产物精氨酸（Arg）的严格调控，并由 PII 信号蛋白控制。在进化过程中，*Prasinoderma coloniale*——一种属于古质体生物中早期分支谱系的浮游植物物种——丢失了编码 PII 蛋白的基因。PcNAGK 展现出独特特征：它进化为一种对细胞内精氨酸水平几乎不敏感的酶，IC?? 为 9.5 mM。通过分子和生化表征，我们证明将氨基酸 Lys24 替换为 Gln 以及 Ile282 替换为 Glu 恢复了重组 PcNAGK 蛋白对精氨酸的敏感性。生理学研究表明，*P. coloniale* 细胞中的 NAGK 活性是目前报道中最低的水平之一，这可能有助于该藻类节约能量。这些结果不仅表明 NAGK 的特征在产氧光合生物中的变异可能比此前认为的更大，还拓展了我们对深海寡营养环境代谢适应的理解。## 图解摘要*（图解摘要图片：展示 PcNAGK 酶结构与精氨酸抑制关系及其进化适应机制的示意图）*