马克斯·普朗克学会斯蒂芬妮·赖因伯格著 AROM复合物的十种酶成分在起作用，催化背景中描绘的化学反应
信用:马克斯·普朗克学会 对于有助于新陈代谢的蛋白质分子来说，与其代谢途径的其他成分的相互作用至关重要
位于图宾根的马克斯·普朗克发育生物学研究所的科学家们现在已经研究了一种由10种具有五种不同活性的酶组成的天然酶复合体
他们发现，分子结构惊人地紧凑，但为单个酶提供了最大的自由移动空间，这为药物发现开辟了新的前景
科学家们已经在《自然化学生物学》上发表了他们的成果
在教科书中，代谢途径总是看起来有点像流水线作业
一种酶跟随着另一种酶，就像绳子上的珍珠
中间产品从一个工位转移或传递到另一个工位
马克斯·普朗克发育生物学研究所的组长马库斯·哈特曼说:“然而，在细胞中，这种现象通常不会以如此有序的方式发生。”
“代谢途径的各个组成部分可以位于细胞内的不同区域，在大多数情况下，人们不知道它们是否以及如何聚集在一起形成有序结构
" 为了理解代谢途径的功能和动力学，科学家们还研究了单个成分的相互作用和层次结构
这是把握全局的唯一方法
考虑到这一点，哈特曼和他的团队已经研究了一个被充分研究的莽草酸途径
它发生在植物和微生物中，包括病原真菌和寄生原生生物，如引起弓形体病或疟疾的病原体
它的任务之一是合成氨基酸苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的前体，这是动物和人类必需的
该途径最近也作为臭名昭著的除草剂草甘膦的目标而受到关注
图宾根的研究人员指出，虽然莽草酸途径的大多数酶单独存在于植物和细菌细胞中，但在真菌和原生生物中，七种成分中的五种结合在一个叫做AROM的大型酶复合体中
哈特曼说:“我们想知道这个大型综合体是如何构建的，它的架构有什么优势。”
“例如，如果催化作用在这个复合体中更有效
" 科学家们成功地解决了整个蛋白质复合物的晶体结构
他们发现，这五种酶成分，每一种都有两个拷贝，在一个非常小的空间里组装成一个紧凑的结构，总共有10种成分
哈特曼说:“我们没想到会有这么紧凑的建筑。”
“莽草酸途径中的许多酶实际上需要相当大的工作空间
" 然而，由于其巧妙的建筑，AROM建筑群的可用空间是足够的
哈特曼说，尽管晶体结构只代表了复合体的静态快照，“单个组件被研究得如此之好，以至于我们可以在计算机模型中模拟它们如何在复合体中移动
" 事实证明，单个酶所必需的行动自由是经过调整的，这样它们就可以独立运动而不会发生碰撞
该研究的第一作者哈舒尔·阿罗拉·韦拉斯特说:“我们实际上没有证据表明单个酶的运动有任何协调性。”
“这更像是有组织的混乱
" 进一步的研究表明，仅仅是酶的聚集——形成AROM复合物——不足以给真菌和原生生物的莽草酸途径提供催化优势——至少根据目前的数据是这样的
哈特曼说:“实验室条件下的比较表明，复合物的产量并不比分散的单个酶的产量高。”
“对于试图通过酶的聚集来优化催化级联效率的生物技术学家来说，这可能是一个令人惊讶的消息
" 首先，图宾根科学家获得的结果有助于基础研究——深入了解酶，特别是酶复合物在代谢途径中的作用
然而，它们也为药物发现开辟了全新的视角
哈特曼解释说:“在这方面，AROM复合体中特别灵活的酶成分的紧密排列非常有趣。”
在大多数情况下，药物攻击催化中心，即酶进行反应的地方
“对于AROM综合征，可以想象开发出一种药物，其作用类似于酶成分之间的楔子，以阻断它们
“这种方法可能导致只对真菌或原生生物起作用的抑制剂的开发，如引起弓形体病或疟疾的病原体，但不损害植物和细菌的莽草酸途径
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