研究：酶的比例定律或有助于预测“我们不知道的”奇怪外星生命

在发表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上的一项新研究中，该团队确定了生命化学的普遍模式，这些模式似乎并不依赖于特定的分子。

来自亚利桑那州州立大学同时也是这项研究的论文合著者的Sara Imari Walker表示：“我们希望有新的工具来识别甚至预测我们不知道的生命特征。为此，我们的目标是确定应该适用于任何生物化学系统的普遍规律。这包括为生命的起源开发定量理论及使用理论和统计学来指导我们在其他星球上寻找生命。”

在地球上，生命是从数百种化合物和反应的相互作用中产生的。其中一些化合物和反应在地球的生物体中普遍存在。通过利用综合微生物基因组和微生物组数据库，研究小组研究了在细菌、古细菌和真核生物中发现的酶--生物化学的功能驱动因素，以此来揭示一种新的生物化学普遍性。

酶可以被归入一个广泛的功能类别分类法--根据它们所做的事情指定的组别，从利用水分子打破化学键（水解酶）到重新排列分子结构（异构酶）到将大分子连接在一起（连接酶）。研究小组比较了这些功能类别中的每一种酶的丰度跟生物体内酶的总体丰度的关系如何变化。他们发现了不同酶类中的酶的数量跟生物体基因组的大小之间的各种比例规律--几乎是算法关系。他们还发现，这些规律并不取决于这些类别中的特定酶。

这项研究的另一位论文合著者Chris Kempes表示：“在这里我们发现，你得到这些比例关系而不需要保存确切的成员。你需要一定数量的转移酶，但不需要特定的转移酶。有很多‘同义词’，而这些同义词是以系统的方式扩展的。”

在地球上，生物体使用DNA并通过RNA创造蛋白质。但DNA、RNA和蛋白质的大分子能否帮助我们识别整个宇宙的生命、了解地球上生命的起源或开发合成生物学呢？“作为一个团队，我们认为这不太可能，”Kempes说道。然而，这些大分子的功能以及在有机的、基于地球的生命中观察到的代谢比例关系只是可能是。“即使其他地方的生命使用真正不同的分子，这些功能类别和比例规律可能在整个宇宙中是保守的，”Kempes指出。