Ученые смоделировали белковую молекулу-свидетельницу зарождения жизни на Земле - Гранит науки - 2018-09-17

Статья о первозданной короткой белковой молекуле - первом пептиде на Земле - опубликована учеными Ратгерского Университета (Rutgers University) в журнале Американского химического общества (American Chemical Society). Это одно из самых значимых на сегодняшний день свидетельств существования при зарождении жизни простого белкового катализатора, необходимого для функционирования клеток - основы всего живого. В конце 1980-х – начале 1990-х немецкий химик Гюнтер Вехтершойзер (Günter Wächtershäuser) постулировал зарождение жизни в океане на железо- и серосодержащих породах. Вместе с другими учеными он предполагал, что для этого нужны короткие пептиды, которые связывались бы с металлами и служили катализаторами для жизнезарождающих химических реакций. Человеческая ДНК, как известно, состоит из генов, которые кодируют белки длиной от нескольких сотен до нескольких тысяч аминокислот. Эти сложные молекулы, необходимые для нормальной жизнедеятельности нашего организма, результат миллиардов лет эволюции. Но когда жизнь только зарождалась, белки, возможно, состояли всего из одного-двух десятков аминокислот.

Исследователи из Ратгерса, среди прочих, смоделировали короткий, 12-аминокислотный пептид, который состоял всего из двух типов аминокислот, вместо 20, образующих в разных комбинациях миллионы разных нынешних белков, необходимых для функционирования организма. Такой очень короткий пептид мог возникнуть на Земле спонтанно, но при определенных условиях. Металлический кластер в его активном центре структурно и химически похож на железосодержащие минералы, в изобилии присутствующие в океанах ранней Земли. Пептид может также многократно отдавать и присоединять электроны, не утрачивая при этом целостности, отмечает в сообщении университета один из соавторов работы Викас Нанда (Vikas Nanda) из Центра передовых технологий и медицины (Center for Advanced Technology and Medicine). «Современные белки ферредоксины делают так же, распределяя электроны по клетке для обеспечения метаболизма», добавляет профессор Пол Фальковски (Paul G. Falkowski) из Ратгерского университета. Ферредоксины – переносчики электронов во многих биологических окислительно-восстановительных процессах. По словам Фальковски, «первозданный пептид, подобный исследуемому, мог сыграть подобную роль в зарождении жизни». При моделировании авторы собрали и разобрали около 10 000 белков и выделили, как они выразились, четыре «Лего жизни», ключевые химические структуры, из которых могло возникнуть бесчисленное множество белков всех организмов. Маленький пептид мог быть предшественником самого большого из этих «Лего». Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».