การมีสล็อตแตกง่ายคู่สมรสคนเดียวไม่ได้มีไว้สำหรับคนที่ไม่มีหัวใจ อย่างน้อยถ้าคุณเป็นโปรตีนโปรตีนของการค้าทั้งหมด MASTER OF ONE โปรตีนที่ภักดีและจำเพาะ (ซ้าย) ที่ทำให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นมักจะมีงานที่สำคัญมากในเซลล์ การศึกษาใหม่พบว่าโปรตีนสำส่อน (ขวา) ทำงานที่จำเป็นน้อยกว่าSYSTEMS BIOLOGY RESEARCH GROUP/UCSD/JACOBS SCHOOL OF ENGINEERING
นักวิทยาศาสตร์ที่ตรวจสอบเครือข่ายที่ซับซ้อนของปฏิกิริยา
เมตาบอลิซึมของเซลล์พบว่าโปรตีนที่ภักดีซึ่งเป็นโปรตีนที่ยึดติดกับงานหลักเพียงอย่างเดียวมีงานที่สำคัญและมีความเครียดสูง คู่หูที่สำส่อนของพวกเขาซึ่งตะลุยในปฏิกิริยาเคมีต่างๆ ทำงานที่มีความสำคัญน้อยกว่าต่อชีวิต
งานใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science วันที่ 31 สิงหาคม ได้ตรวจสอบการทำงานของเอนไซม์ ซึ่งเป็นโปรตีนที่ทำให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นในแบคทีเรียE. coli นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก และโรงเรียนแพทย์ฮาร์วาร์ดใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อวิเคราะห์ปฏิกิริยาต่างๆ ที่ทำให้แบคทีเรียดำเนินกิจการได้
จากเอนไซม์ 1,081 ตัวที่ศึกษา 404 ตัวเป็นนายพลที่ทำปฏิกิริยาเคมีหลายอย่าง พบว่าเอนไซม์ผู้เชี่ยวชาญ 677 ชนิดมีความจำเป็นต่อการอยู่รอดของแบคทีเรีย ตัวอย่างเช่น มอบหมายหน้าที่ในการเปลี่ยนคำสั่งทางพันธุกรรมให้เป็นโปรตีน
การเปิดเผยตำแหน่งที่นักทั่วไปและผู้เชี่ยวชาญทำสิ่งต่างๆ ในเครือข่ายเมตาบอลิซึม สามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์ระบุเอ็นไซม์เริ่มต้นสำหรับการออกแบบยา เชื้อเพลิง และผลิตภัณฑ์เคมีอื่นๆ นอกจากนี้ยังอาจช่วยนักชีววิทยาสร้างสิ่งมีชีวิตตั้งแต่เริ่มต้น Pablo Carbonell นักชีววิทยาสังเคราะห์ที่มหาวิทยาลัยÉvry-Val-d’Essonne ในฝรั่งเศสกล่าว
งานนี้ช่วยไขคำถามที่มีมายาวนานเกี่ยวกับความสำส่อนและการมีคู่สมรส
คนเดียวระหว่างเอนไซม์ เอนไซม์ทำหน้าที่ในสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่าสารตั้งต้น ตัวอย่างเช่น อะไมเลสซึ่งเป็นเอนไซม์ในน้ำลายจะย่อยแป้งสารตั้งต้น เป็นเวลานานกว่า 100 ปี ที่เอ็นไซม์ได้รับการพิสูจน์ว่ามีความภักดีต่อซับสเตรตของเอนไซม์มาก แต่จำนวนที่เพิ่มขึ้นของเอ็นไซม์ที่หลากหลายซึ่งมีปฏิกิริยากับสารตั้งต้นหลายชนิดและเกิดปฏิกิริยาหลายอย่างได้บังคับให้นักวิทยาศาสตร์ต้องเผชิญกับความจริงที่ว่าเอนไซม์ทั้งหมดไม่ใช่ผู้เล่นที่ทุ่มเทและภักดีที่พวกเขาสร้างขึ้นมา
ในปี 1970 นักจุลชีววิทยา Roy Jensen เสนอแนวคิดว่าในช่วงแรก ๆ ของชีวิต เอนไซม์เกือบทั้งหมดมีความสำส่อน โดยทำงานหลายอย่าง แม้ว่าจะไม่ได้มีประสิทธิภาพเท่ากับผู้เชี่ยวชาญในปัจจุบัน การทำงานหลายอย่างพร้อมกันนี้จะช่วยให้เซลล์ดึกดำบรรพ์ที่มีโปรตีนรายการเล็ก ๆ ยังคงทำสิ่งต่างๆ ได้สำเร็จ แต่ทำไมเอนไซม์ที่สำส่อนเหล่านี้ยังคงมีอยู่ในปัจจุบันยังคงเป็นปริศนา
แนวทางเครือข่ายช่วยให้นักวิจัยตรวจสอบว่าการมีคู่สมรสคนเดียวและความสำส่อนสำคัญอยู่ที่ใด “ในลักษณะที่เหมือนกับการดูรูปแบบการจราจรในเมือง” สมาชิกในทีม Bernhard Palsson จาก UCSD กล่าว Palsson และเพื่อนร่วมงานมองหาจุดใน เครือข่ายการเผาผลาญของ E. coliที่ต้องทำงานเพื่อให้ทั้งระบบทำงานได้ “เราทราบดีว่าในเมืองแห่งหนึ่งมีถนนสายสำคัญ ทางแยก หรือสะพาน หากมีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้นก็หยุดชะงัก” Palsson กล่าว
นอกเหนือจากการเร่งปฏิกิริยาที่จำเป็นต่อชีวิตแล้ว เอ็นไซม์ที่มีคู่สมรสคนเดียวมีแนวโน้มที่จะทำงานบนเส้นทางหลักที่มีการเคลื่อนไหวมากในเครือข่าย ดังนั้น เอ็นไซม์ที่จัดการกับไกลโคไลซิส ซึ่งเป็นกระบวนการเกือบคงที่ในการเปลี่ยนอาหารให้เป็นพลังงาน จึงมีความเชี่ยวชาญสูง มีความภักดี และทุ่มเทให้กับงานของพวกเขา ในทางกลับกัน เอ็นไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตวิตามินบี 12 ซึ่งเซลล์ไม่ต้องการมากนัก สามารถเป็นประเภทการค้าขายที่สำส่อนได้
ความสำส่อนไม่เท่ากับไม่สำคัญ เอนไซม์ที่มีหน้าที่ในการจำแนกและทำลายสารพิษจะทำหน้าที่ในเซลล์ได้ดีขึ้น หากสามารถรับรู้และจัดการกับอันตรายได้มากกว่าหนึ่งประเภทสล็อตแตกง่าย
