近日，学院马钦元/高秀珍教授团队在Nature旗下期刊《Communications Biology》在线发表了题为“Allosteric network rewiring governs enzyme functional duality via a distal switch”的研究论文，在酶远端变构调控机制研究领域取得新进展。学院青年教师张雲橘与2025届硕士研究生曹永军为共同第一作者，马钦元与高秀珍为共同通讯作者，山东理工大学为第一完成单位和通讯作者单位。

内消旋二氨基庚二酸脱氢酶是一类特殊的D-氨基酸脱氢酶，该家族的Ⅱ型酶除了能催化天然底物meso-DAP氧化脱氨外，还能催化酮酸底物不对称还原胺化生成D-氨基酸，在医药、食品、化妆品等领域关键砌块的绿色合成中具有应用潜力。然而，进化分析表明，该酶家族亚型间的活性中心结构高度保守。因此，活性中心之外的位点如何差异化调节酶的不同催化功能，是理解其功能分化与开展定向改造的重要科学问题。

针对上述问题，研究团队结合定点突变与酶学表征、分子动力学模拟等技术，发现远离活性中心的M176位点是调节酶双重催化功能的关键“开关”。研究发现，将该位点突变为不同氨基酸，可分别削弱胺化或脱氨功能，同时保留另一类功能，实现两类催化功能的差异化调控。进一步分析表明，这一功能变化伴随着底物依赖的变构网络重组及底物解离自由能景观改变，关键残基的突变实验也回证了这些位点对催化功能的重要作用。该研究揭示了远端位点、蛋白质动态相关网络与酶催化功能之间的联系，为靶向远端位点的酶功能定向设计提供了机制见解和结构依据。

该研究得到了国家自然科学基金、山东省重点研发计划（重大科技创新工程）和山东省自然科学基金等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s42003-026-11293-7

初审：赵泽涛

复审：王晴晴

审核：杜兆康