Hlboký objav o pôvode života na Zemi – evolúcia proteínov viažucich kovy

Výskumníci sledujú vývoj proteínov viažucich kovy v priebehu miliárd rokov.

Pri riešení jednej z najhlbších nezodpovedaných otázok v biológii tím pod vedením Rutgersa objavil štruktúry bielkovín, ktoré mohli byť zodpovedné za vznik života v primitívnej polievke starovekej Zeme.

Štúdia sa objavuje v časopise vedecký pokrok,

Výskumníci zisťujú, ako primitívny život mohol vzniknúť z jednoduchých neživých materiálov na našej planéte. Spýtal sa, aké vlastnosti definujú život, ako ho poznáme, a dospel k záveru, že akýkoľvek živý tvor by bol potrebný na zhromažďovanie a využívanie energie zo zdrojov, ako je Slnko alebo hydrotermálne prieduchy.

Z molekulárneho hľadiska by to znamenalo, že schopnosť premiešať elektróny bola pre život prvoradá. Keďže najlepšími prvkami na prenos elektrónov sú kovy (myslím štandardné elektrické vedenie) a väčšinu biologických aktivít vykonávajú proteíny, vedci sa rozhodli preskúmať kombináciu týchto dvoch – teda proteínov, ktoré viažu kovy.

Pri riešení jednej z najhlbších nezodpovedaných otázok v biológii tím pod vedením Rutgersa objavil štruktúry bielkovín, ktoré mohli byť zodpovedné za vznik života v primitívnej polievke starovekej Zeme. kredit: Rutgers

Porovnali všetky existujúce proteínové štruktúry, ktoré viažu kovy, aby stanovili akékoľvek spoločné charakteristiky, na základe toho, že tieto spoločné znaky boli prítomné a líšili sa v rodových proteínoch a pokračovali vo vytváraní proteínov, ktoré dnes vidíme.

Evolúcia proteínových štruktúr zahŕňa pochopenie toho, ako nové záhyby vznikli z už existujúcich, takže výskumníci navrhli výpočtovú metódu, ktorá zistila, že prevažná väčšina proteínov viažucich kov, ktoré v súčasnosti existujú, je do istej miery podobná., bez ohľadu na typ kovu, o ktorý ide. viazané na stvorenie, ku ktorému sú viazané. alebo pochádzajú z funkčnosti priradenej proteínu ako celku.

„Pozorovali sme, že jadrá existujúcich proteínov viažuce kov sú skutočne identické, aj keď samotné proteíny nie sú,“ povedala vedúca autorka štúdie Yana Bromberg, profesorka na Katedre biochémie a mikrobiológie na Rutgers University-New Brunswick. „Tiež sme pozorovali, že tieto jadrá viažuce kov sú často zložené z opakujúcich sa subštruktúr, ako napríklad bloky Lego. Je zaujímavé, že tieto bloky sa našli aj v iných oblastiach proteínu, nielen v jadre viažucom kov, a v mnohých iných proteínoch. Naše pozorovanie naznačuje, že preskupenie týchto malých stavebných blokov môže obsahovať jeden alebo menší počet spoločných predkov a viedlo k vzniku celej škály v súčasnosti dostupných proteínov a ich funkcií – teda pre život ako vieme to.“

„Máme veľmi málo informácií o tom, ako na tejto planéte vznikol život, a naša práca prispieva k predtým nedostupnému vysvetleniu,“ povedal Bromberg. DNA Plán molekulárnej mašinérie života. „Toto vysvetlenie by mohlo potenciálne prispieť k nášmu hľadaniu života na iných planétach a planetárnych telesách. Náš objav špecifických štrukturálnych stavebných blokov je tiež potenciálne relevantný pre snahy o syntetickú biológiu, kde sa vedci zameriavajú na špecifickú výrobu aktívnych proteínov.“

Odkaz: „Určenie štrukturálnych vzťahov miest viažucich kov naznačuje pôvod biologického prenosu elektrónov“ 14. januára 2022, vedecký pokrok,

štúdia, financovaná z NASA, zapojili sa aj výskumníci z Univerzity v Buenos Aires.