Ученые реконструировали фермент возрастом два миллиарда лет
Немецкие биохимики воссоздали бактериальный фермент возрастом два миллиарда лет (он катализировал химические реакции в клетках бактерий) и сравнили с его современными потомками, которые оказались более эффективны. Исследование позволило узнать много нового об эволюции и свойствах бактериальных ферментов.
Ученые из Университета Лейпцига (Германия) реконструировали древний фермент — тРНК-нуклеотидилтрансферазу. Эти белки присоединяют три нуклеотида к транспортным РНК, чтобы те впоследствии могли поставлять аминокислоты для синтеза белков. С помощью филогенетических реконструкций исследователи воссоздали кандидата на роль предковой тРНК-нуклеотидилтрансферазы, которая катализировала реакции в клетках бактерий около двух миллиардов лет назад. Затем ученые сравнили свойства полученного фермента с его современным аналогом. Результаты исследования опубликованы в журнале Molecular Biology and Evolution.
Оказалось, оба фермента работают с одинаковой точностью, но реакция проходит по-разному. Современный фермент многократно прерывает свою активность. На протяжении десятилетий биохимики не могли понять, в чем эволюционное преимущество такой реакции. Только сравнение с древним ферментом позволило разгадать эту загадку.
Реконструкция фермента представляла собой трехэтапный процесс. Сперва авторы провели в базах данных поиск современных тРНК-нуклеотидилтрансфераз, чтобы изучить их аминокислотные последовательности, которые потом ученые использовали для вычисления того, как должна была выглядеть предковая последовательность. Затем нужную последовательность гена, кодирующую древний предмет, вводили бактериальным клеткам, синтезировавшим желаемый белок.
Как и организмы, ферменты оптимизируются в процессе эволюции. Катализ, совершаемый ферментом, обычно протекает быстрее и лучше, когда белок прочно связывает свой субстрат. Реконструированный предковый фермент делает именно это: крепко держится за свой субстрат — транспортную РНК — и прикрепляет к ней три нуклеотида. Современные тРНК-нуклеотидилтрансферазы, напротив, работают поэтапно, с паузами, во время которых выпускают свой субстрат. Однако при этом они гораздо быстрее и эффективнее своих предков-предшественников.
Объяснение кроется в явлении обратной реакции, при которой уже прикрепленные нуклеотиды повторно удаляются ферментом. В то время как сильное связывание предкового фермента с субстратом приводило к последующему удалению, обратная реакция современных ферментов почти полностью предотвращается благодаря паузам, и это позволяет им работать эффективнее предшественников.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Ученые синтезировали три новых комплекса металла европия и нашли способ управлять яркостью их свечения (люминесценции). Подобные светящиеся соединения востребованы в биологии и медицине для визуализации тканей и отслеживания распределения лекарств по организму, а также в технике при разработке энергоэффективных дисплеев и светодиодов.
Физики Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с коллегами из Алферовского университета и ИТМО показали, как управлять свечением углеродных точек, помещая их на полупроводниковые нанопровода.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии