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异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenases，IDHs)是起源古老的一大类酶家族，结构保守、功能多元，在新陈代谢中起重要调控作用，因此它们是蛋白质功能演化、线粒体起源、细胞凋亡以及药物开发等研究的最佳模型之一。本研究利用蛋白质组学对同源IDHs进行氨基酸序列比对和空间结构的分析，发现Lys344, Tyr345，Va1351，Tyr391，和Arg395(EcIDH中的氨基酸位置)决定了EcIDH的辅酶特异性。为了验证EcIDH功能演化的分子进化机制具有普遍性，本项目期通过蛋白质工程技术，对BsIDHNADP, SsIDHNAD以及ZmIDHNAD中相对应的关键性氨基酸进行定点突变，然后测定野生型酶和突变体酶的酶动力学性质。II类IDH都是NADP+依赖型，然而本研究首次发现了3类可能的NAD+依赖型的II类IDH，丰富了IDH蛋白家族的信息，为全面阐释IDH蛋白家族的进化历程提供了重要补充，也为本研究选取具有代表性的IDH研究对象，验证大肠杆菌IDH辅酶特异性功能进化机制提供了参考。