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没有酶的细胞液滴也能成为催化剂

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一项发现无催化功能蛋白凝聚成液滴后可加速化学反应的研究,已在Molecular Cell同行评议发表。

结果说明无膜生物分子凝聚体不仅聚集分子,凝聚状态本身也可能成为作者所称的condenzyme催化剂。

是什么产生了反应

团队用没有固定三维结构或酶活性位点的内在无序蛋白形成凝聚体。界面电场和水性质变化创造反应环境,促进酯、ATP、核酸样底物和肽的水解。

液滴组成决定功能

不是所有凝聚体都具有相同催化作用。改变蛋白序列和电荷分布会改变界面电场、水活度和反应速度。研究还显示可通过序列设计调节这些电化学性质。

展示生物分子凝聚体界面上水和ATP样分子反应的制作分子图
制作说明图:用于解释凝聚体界面催化原理,并非真实显微图像。

活细菌中也出现影响

把合成凝聚体引入大肠杆菌后,ATP和转录模式发生变化,依赖水解产物的基因回路被启动,说明这种化学作用可影响活细胞系统。

人类疾病与治疗仍未知

核心实验使用纯化蛋白和工程细菌。人细胞核仁或应激颗粒等天然凝聚体究竟控制哪些反应尚未确定。与癌症或神经退行性疾病的联系是后续假设,不是治疗结果。

新颖性的准确范围

预印本已于2024至2025年公开。此次新进展是2026年7月24日最终同行评议发表。下一步要在天然凝聚体中直接测量反应速率和细胞功能的因果关系。

官方一手资料

Washington University: Molecular Cell publication and experiment summary

Molecular Cell: final peer-reviewed paper DOI

bioRxiv: authors’ detailed methods and experimental results