新澤西州新不倫瑞克(2022 年 1 月 14 日)——羅格斯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在解決生物學(xué)中最深刻的未解問(wèn)題之一時(shí)發(fā)現(xiàn)了可能導(dǎo)致古代地球原始湯中生命起源的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu).
該研究發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。
研究人員探索了原始生命如何從簡(jiǎn)單的非生命材料起源于我們的星球。他們?cè)儐?wèn)了我們所知道的生命的定義，并得出結(jié)論，任何有生命的東西都需要收集和使用來(lái)自太陽(yáng)或熱液噴口等來(lái)源的能量。
用分子術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，這意味著洗牌電子的能力對(duì)生命至關(guān)重要。由于電子轉(zhuǎn)移的最佳元素是金屬(想想標(biāo)準(zhǔn)電線)，并且大多數(shù)生物活動(dòng)都是由蛋白質(zhì)進(jìn)行的，因此研究人員決定探索兩者的結(jié)合——即結(jié)合金屬的蛋白質(zhì)。
他們比較了所有現(xiàn)有的與金屬結(jié)合的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，以建立任何共同特征，前提是這些共同特征存在于祖先蛋白質(zhì)中，并且經(jīng)過(guò)多樣化和傳承，創(chuàng)造了我們今天看到的蛋白質(zhì)范圍。
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的進(jìn)化需要了解新折疊是如何從先前存在的折疊中產(chǎn)生的，因此研究人員設(shè)計(jì)了一種計(jì)算方法，發(fā)現(xiàn)目前存在的絕大多數(shù)金屬結(jié)合蛋白都有些相似，無(wú)論它們結(jié)合的金屬類(lèi)型如何，它們所結(jié)合的有機(jī)體如何來(lái)自或分配給整個(gè)蛋白質(zhì)的功能。
“我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有蛋白質(zhì)的金屬結(jié)合核心確實(shí)相似，盡管蛋白質(zhì)本身可能不相似，”該研究的主要作者、羅格斯大學(xué)新不倫瑞克分校生物化學(xué)和微生物學(xué)系教授Yana Bromberg說(shuō)。.“我們還看到這些金屬結(jié)合核心通常由重復(fù)的子結(jié)構(gòu)組成，有點(diǎn)像樂(lè)高積木。奇怪的是，這些塊也存在于蛋白質(zhì)的其他區(qū)域，而不僅僅是金屬結(jié)合核心，以及我們研究中沒(méi)有考慮的許多其他蛋白質(zhì)。我們的觀察表明，這些小組成部分的重排可能有一個(gè)或少數(shù)共同祖先，并產(chǎn)生了目前可用的全部蛋白質(zhì)及其功能 - 即我們所知道的生命。 ”
“我們對(duì)生命如何在這個(gè)星球上產(chǎn)生的信息知之甚少，而我們的工作提供了以前無(wú)法獲得的解釋?zhuān)?rdquo;布羅姆伯格說(shuō)，他的研究重點(diǎn)是破譯生命分子機(jī)制的 DNA 藍(lán)圖。“這種解釋也可能有助于我們?cè)谄渌行呛托行求w上尋找生命。我們對(duì)特定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的發(fā)現(xiàn)也可能與合成生物學(xué)工作有關(guān)，科學(xué)家的目標(biāo)是重新構(gòu)建具有特異性的活性蛋白質(zhì)。”
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