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 Британские физики впервые визуализировали процесс, при котором две отрицательно заряженные молекулы ДНК сближаются и пристыковываются друг к другу точно в местах с одинаковым генетическим кодом вопреки ожидаемому отталкиванию. Прямое наблюдение этого механизма подтвердило 20-летнюю гипотезу и раскрыло фундаментальные процессы восстановления генома, деления клеток и развития онкологических заболеваний.
Японские ученые выяснили, что даже короткий вдох аромата свежесваренного кофе способен быстро улучшить эмоциональное состояние и уменьшить уровень стресса. У молодых участников эксперимента всего за пять минут вдыхания кофейного аромата снизились показатели тревожности, усталости и подавленности. При этом частота сердечных сокращений практически не изменилась.
Авторы нового исследования, возможно, нашли ответ на вопрос, почему естественный отбор не устранил из человеческого генома мутацию, повышающую риск такого тяжелого аутоиммунного заболевания, как волчанка. По-видимому, все дело в эволюционном компромиссе: уязвимость в одной сфере — расплата за преимущество в другой.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Современная космология до недавнего времени опиралась на так называемый космологический принцип, по которому у Вселенной нет какого-то выделенного направления. И наблюдатель в любой ее точке должен видеть однородную в этом смысле картину. Астроном из Северокавказской астрофизической обсерватории показал, что это не так даже для очень древней Вселенной.
Превратив почти 30 лет наблюдений за сверхмассивной черной дырой в видео, астрономы выяснили, что яркие участки в джете движутся совсем не так, как считалось раньше.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
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