Ученые обнаружили, что первый белок мог существовать 4 миллиарда лет назад, - пишет sciencedaily.com со ссылкой на American Chemical Society.
Как возникла жизнь на Земле? Исследователи Ратгерса нашли убедительные доказательства того, что простые белковые катализаторы, обеспечивающие функционирование клеток, могли существовать, когда зарождалась жизнь.
В конце 1980-х и начале 1990-х годов химик Гюнтер Вäчтершäусер писал, что жизнь началась на железо- и серосодержащих породах в океане. Вäчтершäусер и другие ученые прогнозировали, что короткие пептиды должны были связывать металлы и служить катализаторами химических реакций при зарождении жизни.
ДНК человека состоит из генов, кодирующих белки, включающие от нескольких сотен до нескольких тысяч аминокислот. Эти сложные белки, необходимые для правильного функционирования всех живых существ, являются результатом миллиардов лет эволюции. Когда началась жизнь, белки были, вероятно, намного проще, возможно, они включали от 10 до 20 аминокислот. Благодаря компьютерному моделированию, ученые Ратгерса изучают внешний вид ранних пептидов и их возможные химические функции.
Ученые использовали компьютеры для моделирования короткого белка с 12 аминокислотами и протестировали его в лаборатории. Этот пептид обладает несколькими впечатляющими и важными свойствами. Он содержит только два типа аминокислот (а не приблизительно 20 аминокислот, которые синтезируют миллионы различных белков, необходимых для конкретных функций организма), он очень короткий и мог бы возникнуть спонтанно на ранней Земле при правильных условиях. Металлический кластер в ядре этого пептида по структуре и химическому составу напоминает железо-серные минералы, которые были в изобилии в ранних земных океанах. По словам Нанды - постоянного преподавателя в Центре передовых технологий и медицины, пептид может также многократно заряжать и разряжать электроны, не разрушаясь.
«Современные белки, называемые ферредоксинами, делают это, перемещая электроны вокруг клетки, чтобы способствовать метаболизму, - сказал старший автор профессор Пол Г. Фальковский, который возглавляет Лабораторию экологической биофизики и молекулярной экологии Ратгерса. -Исходный пептид, подобный тому, который мы изучали, возможно, имел аналогичную функцию на истоке жизни».
С помощью компьютера ученые Ратгерса разобрали почти 10000 белков и определили четыре «лего жизни» - основных химических структур, которые могут быть сложены вместе, чтобы построить множество белков внутри каждого организма. Маленький первичный пептид мог быть предшественником более длинных структур, и ученые теперь могут экспериментировать с тем, как такие пептиды могли функционировать в химических процессах при зарождении жизни.
[Фото: sciencedaily.com]
