辛辛那提大学癌症中心研究人员通过追溯数十亿年的进化史，揭示了关键代谢酶PRPS（磷酸核糖焦磷酸合成酶）复合物的演化路径。这项发表于《自然通讯》的研究，首次系统性解析了由PRPS1、PRPS2、AP1和AP2四种蛋白构成的超分子复合物的组装机制。
研究团队发现，尽管AP1和AP2丧失了催化活性位点，但作为"分子支架"维持着复合物结构稳定性。当单独培养PRPS1时，细胞生长速度下降50%，核苷酸产量显著减少，线粒体功能出现缺陷。通过CRISPR基因编辑技术敲除实验，证实四酶复合物整体缺失会导致细胞适应性下降。
"过去30年研究聚焦于独立的PRPS1/2，就像只见树木不见森林。"论文第一作者Bibek R. Karki指出，该复合物的分子量达1.2MDa（百万道尔顿），是单独酶的10倍。当缺失AP1/2时，复合物结构崩解的发现，解释了为何进化过程中这些"休眠酶"被完整保留。
系统发育分析显示，PRPS1作为祖先酶通过细菌水平转移进入真核生物。在超过10亿年前的动物-真菌共同祖先中，AP2作为首个基因拷贝出现。随后通过脊椎动物全基因组复制事件，从PRPS1和AP2分别演化出PRPS2和AP1。
值得注意的是，这种多拷贝保留现象在真核生物中普遍存在（包括植物、变形虫等），而细菌中罕见。研究团队利用尺寸排阻色谱技术，首次绘制出四酶复合物的组装蓝图，发现其组装过程具有动态可调控性。
该研究对精准医学具有重要意义：PRPS酶复合物是核苷酸合成的唯一通路，其异常与癌症、核苷酸缺乏症等疾病相关。辛辛那提大学癌症生物学系副教授汤姆·坎宁安指出，"调控PRPS活性可能为肿瘤治疗（抑制过度合成）和核苷酸缺乏症（增强合成能力）提供双重视角"。研究团队正基于该复合物的结构特征，开发新型诊断工具和靶向疗法。
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