稳定性-活性权衡限制了RubisCO的自适应进化

核酮糖1,5-二磷酸（RuBP）羧化酶/加氧酶（RuBisCO或RuBisCO）催化一个关键反应，通过该反应，无机碳在许多需氧和厌氧生物的新陈代谢中转化为有机碳。在更广泛的Rubisco蛋白家族中，同源物表现出不同的生物化学特征和代谢功能，但这种多样性的进化起源尚不清楚。早期地球生物群及其亚细胞生理学和代谢成分的微薄古生物学记录掩盖了Rubisco家族出现的时间及其不同形式多样性的证据。在这里，我们使用计算模型重建了Rubisco家族的系统发育树，树上分支点的祖先氨基酸序列，以及几个关键祖先的蛋白质结构。对其结构位置的历史替代分析表明，在形态III（与缺氧相关）和形态I（与氧相关）之间的差异上，其氧敏感活性位点和亚单位界面附近和内部的氨基酸替代富集期明显高于背景水平进化历史中的群体。一种可能的解释是，这些取代富集期与前寒武纪氧光合作用上升所造成的氧化应激相一致。我们的解释表明，在从厌氧型III向需氧型I祖先序列过渡的附近推断出的Rubisco替代富集期，早于完全衍生的蓝藻（即双光系统，产氧）分支获得Rubisco。在我们的Rubisco系统发育史中，现有谱系在高分支水平上的划分表明，Rubico的水平转移是一个相对罕见的事件。因此，形态III和形态I共同祖先序列之间的突变富集期可能对应于Rubisco关键氧敏感成分在大氧化事件之前或同时的适应。

在许多肿瘤中发现了单体Casitas B系淋巴瘤（Cbl）基因的致癌突变，但其意义在很大程度上尚不清楚。最近解决了几个人类c-Cbl（Cbl）结构，描述了蛋白质在其激活周期的不同阶段，从而提供了有关癌症相关蛋白质的稳定性-活性权衡如何影响疾病发病和进展的机制性见解。在本研究中，我们通过计算模拟错义癌症突变对代表CBL激活周期四个阶段的结构的影响，以确定影响CBL稳定性、结合和活性的驱动突变。我们发现，与随机非癌突变相比，复发性、纯合性和白血病特异性突变对CBL状态的破坏作用更大。我们通过在细胞中进行CBL介导的EGFR泛素化盲检测，进一步测试了这些计算模型评估CBL稳定性及其与泛素结合酶E2结合的变化的能力。实验性CBL泛素连接酶活性与CBL稳定性的预测变化一致，在较小程度上与CBL-E2结合亲和力一致。三分之二的实验测试突变通过破坏CBL或破坏CBL-E2结合来影响泛素连接酶活性，而大约三分之一的测试突变被发现是中性的。总之，我们的研究结果表明，结合多种蛋白质构象、稳定性和结合亲和力评估的计算方法可以成功预测癌症突变对蛋白质活性的功能后果，并为CBL突变提供了概念证明。

植物生长与整个植物的净碳增益相关。在过去几十年中，塑造植物形态和性能的驱动因素变得越来越清楚。本综述旨在探讨这些因素对草地表现的重要性。简言之，这些因素直接影响光合速率、冠层中植物之间的竞争以及营养状态和可用性。