科學家發現生命構成要素的起源：最初的蛋白質長啥樣？

2023-04-02 03:52:44 2

地球上的生命來自哪裡？這是全人類一直在探索的一個共同問題。

早在2018年，美國羅格斯大學的研究人員就發現，對細胞和生命的基本組成和功能至關重要的蛋白酶已經存在了很長時間，甚至設計併合成了一種蛋白質模型。但是生命的原始蛋白質到底是什麼呢？仍然不清楚圖

|研究人員設計了一種小的合成蛋白質，包裹在由鐵和硫組成的金屬核心周圍。蛋白質可以反覆充電和放電，使其在細胞內傳輸電子。這種肽可能已經存在於生命早期，並在早期代謝循環中移動電子。(資料來源:美國羅格斯大學維卡斯·南達)

人類DNA由編碼數百到數千個胺基酸的蛋白質的基因組成。這些複雜的蛋白質是幾十億年進化的結果。研究表明，生命開始時的蛋白質結構可能要簡單得多，可能只有10到20個胺基酸長。

生命起源的原始蛋白質到底是什麼？這一次，羅格斯大學的研究人員發現了它

3年16日，根據新聞網站Phys.org的報導，羅格斯大學的研究人員發現了負責新陳代謝的蛋白質結構的起源:一種為地球早期生命提供能量的簡單分子，可以作為化學信號被美國宇航局用來發現其他星球上的生命他們的研究預測了35億到25億年前原始蛋白質的結構，結果發表在《美國國家科學院院刊》上。

圖|具有這種摺疊結構的蛋白質可能是代謝進化中最早的蛋白質之一(來源:美國羅格斯大學維卡斯·南達)。

就像是用數百塊拼圖來完成一個難題。科學家追蹤酶(蛋白質)從現在到遙遠的過去的進化。要完成這個難題，我們需要找到兩個丟失的部分。沒有它們，地球上的生命就不會存在。通過建立一個由他們在新陳代謝中的角色聯繫起來的網絡，這個團隊找到了缺失的片段。羅格斯大學羅伯特·伍德·詹森醫學院生物化學和分子生物學教授維卡斯·南達說，「我們對地球上生命的起源知之甚少。這項工作使我們能夠在更長的時間範圍內發現並提出最早的代謝蛋白質。」此外，Vikas Nanda還說，「我們將在實驗室進行測試，以更好地了解地球上生命的起源，並告知其他地方的生命是如何起源的。我們正在實驗室建立蛋白質模型，並測試它們是否能引發對早期新陳代謝至關重要的反應。「

據了解，由羅格斯大學領導的一個名為「謎」的科學家小組作為美國國家航空航天局天體生物學項目的成員，在美國國家航空航天局的資助下正在進行這項研究。「謎」項目試圖揭示催化生命早期階段的最簡單蛋白質的作用。

「我們相信，就像樂高積木一樣，生命是由非常小的『積木』組成的，它們可以製造簡單的細胞和更複雜的生物，就像我們一樣，」英格瑪的首席研究員、羅格斯大學新不倫瑞克校區的著名教授保羅·格·法爾科夫斯基說。「我們認為我們已經找到了生命的基石——導致細胞、動物和植物進化的樂高積木。」羅格斯大學的一個研究小組「

」集中研究了兩種蛋白質「摺疊」，這可能是早期新陳代謝的第一個結構它們是結合鐵硫化合物的鐵氧還蛋白摺疊和在核苷酸結合蛋白，尤其是輔因子NAD結合蛋白中常見的羅斯曼摺疊。這是生命進化中必不可少的兩個「積木」。

蛋白的摺疊是獲得其功能結構和構象的過程通過這一物理過程，蛋白質從不規則捲曲摺疊成特定的功能性三維結構鐵氧還蛋白是現代蛋白質中發現的一種金屬。它通過來回穿梭體內的電子來促進新陳代謝。電子流經固體、液體和氣體，為生命系統提供能量。同樣的電力必須存在於任何其他可能支持生命的行星系統中。

有證據表明這兩個蛋白質摺疊可能有一個共同的祖先。如果是真的，它可能是生命中的第一種代謝酶