肌肉蛋白肌联蛋白一直以来被认为是自然界最大的蛋白质，由超过34，000个氨基酸组成，重达370万道尔顿，但最近一篇发表于Science上的文章认为，最大蛋白质的王座可能要易位。

该研究团队在一种名叫金藻（Prymnesium parvum）的藻类中发现了一组新的毒素制造酶，其中一种被命名为 PKZILLA-1 的酶在氨基酸数量上远超肌联蛋白 1 万多个。研究认为金藻可能会利用这种超巨大酶来制造毒素蛋白质，并将其分泌到水中，对鱼类和人类健康都构成威胁。

金藻是有害的附着鞭毛藻类，会引发大规模的环境性鱼类死亡，是有害的赤潮藻类大量繁殖的常见原因之一。它们会产生一类聚酮聚醚毒素——prymnesins。2022年，位于欧洲中心区域（波兰和德国）的奥得河出现了赤潮事件，prymnesins毒素就被认为可能造成了360顿鱼类死亡。

prymnesins是自然界中最大的非聚合物化合物之一，且其生物合成起源四十多年来一直是个谜。

图：金藻赤潮的出现地，以及prymnesin的巨大结构

不过选择金藻作为研究对象也是无奈之举，因为导致赤潮的另外一类主要藻类Dinoflagellates的基因组相比更大更复杂，金藻的基因组就相对简单。

想要找到聚酮聚醚毒素，那就要在金藻的基因组中寻找到聚酮化合物合成(PKS)基因。

研究人员首先对金藻的基因进行了测序，但是传统的测序并没能找到合适的PKS基因，这说明PKS基因可能并没有他们开始想象得那么小，这是这些基因规避了检测的原因。

因此他们寻求新的生物合成逻辑模型来发现基因。

早先确实有自动化方法在基因组内识别基因，但是这种做法对于金藻来说可能容易出错，为了确保没有遗漏任何东西，研究人员通过数据库手动运行这种潜在的PKS基因片段，他们最终撞上了好运。

研究人员先后发现了PKZILLA-1和PKZILLA-2两组基因，这两组基因的片段分散在整个序列数据中，研究人员先后花费了大量的时间在组装基因上。

这类基因表达的蛋白质实际上是一种酶，PKZILLA-1和PKZILLA-2分别编码了重达470万和320万道尔顿的巨型酶，这些蛋白质分别具有140个和99个酶域。它们预测的聚烯产物与prymnesins的拟前体prymnesin相吻合，最终需要通过239个化学反应产生prymnesins。

接下来就是验证PKZILLA-1和PKZILLA-2能否在活的细胞中转化为蛋白质。

研究人员采用了冷冻干燥的藻类，并用酶将它们所有的蛋白质切碎成碎片。对这些片段进行测序显示，至少75%的PKZILLA-1和76%的PKZILLA-2实际上被转化为蛋白质。

虽然这种方法还是不能让研究人员确认PKZILLAs是否作为单一的大块蛋白质存在，但研究人员相信它们存在。当然研究人员也承认理论上PKZILLA产生的蛋白质仍然是不完整的，还需要其他酶去完成整个合成途径的。

虽然只是一个存在理论中的蛋白，他们认为这一研究有可能为其他通过PKS基因产生毒素的藻类提供见解，尤其是新毒素的寻找和藻类的防控。

这个倒是有先例，之前的艾立布林就是从日本海绵中分离出来的一类活性成分，当时就发现艾立布林的合成路线相当复杂，此次提供的合成路线或许能够为新化合物的发现提供一些思路。