科学家发现生活开始时存在的蛋白质

时间：2021-08-04 07:52:13 来源：

研究人员设计了一种合成的小蛋白质，围绕由铁和硫组成的金属芯包裹。该蛋白质可以重复充电和放电，使其允许其在细胞内穿梭电子。这种肽可能存在于寿命的曙光中，在早期代谢循环中移动电子。图像：Vikas Nanda.

生活在地球上发生了如何？Rutgers研究人员在第一个且仅仅是难以证据的唯一证据，即简单的蛋白质催化剂 - 对于电池，建筑物的生命块，功能 - 可能存在于生命的时候。

他们对原始肽或短蛋白质的研究发表于美国化学学会杂志。

在20世纪80年代末和20世纪90年代初，化学家GünterWächtershäuser假设了生活在海洋中含铁和含硫的岩石开始。据Rutgers'Robert Wood Johnson Medical School副教授的研究共同作者Vikas Nanda，Wächtershäuser和其他人预测，短肽将有一定的金属并担任生命的化学催化剂。

人体DNA由基因组成，代码为几百至几千氨基酸长度的蛋白质。这些复杂的蛋白质 - 需要使所有生物件事正常运作 - 这是数十亿年进化的结果。当生命开始时，蛋白质可能更简单，也许只有10至20个氨基酸长。据南到南达，罗格斯科学家们一直探索早期肽的早期肽和可能的化学功能。

科学家们使用计算机来模拟一种短，12-氨基酸蛋白并在实验室中测试它。这种肽有几个令人印象深刻和重要的特征。它仅含有两种类型的氨基酸（而不是估计的20种氨基酸，该估计的20个氨基酸合成了数百万不同蛋白质所需的特异性体功能），它非常短，可以在正确的条件下自发出现在早期地球上。该肽的核心的金属簇类似于在早期地球海洋中丰富的铁硫矿物的结构和化学。据Nanda是先进技术和医学中心的驻留系数，肽也可以在没有崩溃的情况下反复收取和排出电子。

“叫做Ferredoxins的现代蛋白质这样做，围绕细胞周围的穿梭电子来促进新陈代谢，”高级作者Paul G. Falkowski表示，他领导Rutgers的环境生物物理学和分子生态实验室。“像我们所研究的那样的原始肽可能在生命的起源中提供了类似的功能。”

Falkowski是由Rutgers科学家领导的美国宇航局资助的谜项目的主要调查员，旨在了解蛋白质催化剂在生命的开始时如何发展。纳达领导一个队伍，该团队将表征原始肽的全部潜力，并继续开发其他可能在生命的起源中发挥关键作用的其他分子。

随着计算机，Rutgers科学家们已经粉碎和解剖了近10,000个蛋白质，并针对四个“生命的乐高乐杆菌” - 核心化学结构，可以堆叠，以形成所有生物体内的无数蛋白质。小原始肽可能是较长乐队生命的前体，科学家们现在可以对这种肽在早期化学中的功能如何运行实验。

研究联合主导作者是John Dongun Kim，博士后研究员，以及研究生Douglas H. P.派克。其他作者包括Alexei M. Tyryshkin和G.V.T.Swapna，员工科学家; Hagai Raanan，博士后研究人员;和Gaetano T. Montelione，Jerome和Lorraine AreSty椅子和分子生物学系和生物化学系的杰出教授。他也是先进技术和医学中心的居民教职员。

出版物：J. Dongun Kim等，“最小的异文De Novo设计了4FE-4S结合肽，能够强大的电子转移，2018年，Jacs; DOI：10.1021 / JACS.8B07553

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