2026年1月5日，深圳大学高等研究院李猛教授课题组在《Science China Life Sciences》上在线发表题为“A pentose bisphosphate pathway of nucleotide degradation in Promethearchaeum syntrophicum”的研究论文。高等研究院李猛教授为文章的通讯作者，刘莉博士为第一作者，深圳大学为独立完成单位。

阿斯加德古菌因其与真核生物密切的系统发育关系及其编码的大量真核特征蛋白而备受关注。尽管宏基因组研究预测了其多样的代谢潜能，但由于长期缺乏纯培养菌株，这些预测亟需生理学的实验验证。该研究聚焦于戊糖二磷酸途径这一条连接核苷酸回收与中心碳代谢的核苷酸降解通路，该途径被认为是古老异养代谢的遗迹。

研究团队以阿斯加德古菌Promethearchaeum syntrophicum MK-D1为研究对象，对该通路中的三个关键酶：核苷-5’-单磷酸磷酸化酶、核糖-1,5-二磷酸异构酶和核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（RuBisCO）进行了系统的生化表征。实验结果表明，这三种酶均具有功能活性，能够将核苷单磷酸转化为3-磷酸甘油酸，证实了阿斯加德古菌中存在功能性的戊糖二磷酸途径。值得注意的是，该研究发现腺苷酸（AMP）可作为别构激活剂，使核糖-1,5-二磷酸异构酶的活性提高近6倍。这一调控机制很可能反映了该菌适应能量受限的互养代谢环境的进化策略。此外，通过基因组系统发育分析，该研究还揭示了戊糖二磷酸途径相关基因的分布呈现模块化特征和谱系特异性，暗示该途径在进化史上发生了复杂的演变，包括基因丢失与潜在的水平转移（图1）。

图1. 阿斯加德古菌的系统发育分布与戊糖二磷酸途径代谢潜力

该研究为阿斯加德古菌中戊糖二磷酸途径的功能性存在提供了首个实验证据，不仅拓展了对阿斯加德古菌代谢多样性的认知，也为理解早期地球的能量与碳循环提供了关键的分子证据。

该研究得到了国家自然科学基金、深圳市医学研究基金、广东省基础与应用基础研究基金、深圳大学2035卓越研究计划、深圳大学特别资助计划及深圳大学合成生物学研究中心的支持。

原文链接：https://www.sciengine.com/SCLS/doi/10.1007/s11427-025-3201-4