Биологи получили ископаемый фермент общего предка всех бактерий — Naked Science
10.06.2016
5 минут
Редакция

Биологи получили ископаемый фермент общего предка всех бактерий

Восстановив ген фермента, каким он мог быть миллиарды лет назад, немецкие ученые внесли его в живых бактерий и выделили древний белок.

o-bacteria-facebook

Биохимические реакции в живых организмах катализируют белковые ферменты, в тысячи раз ускоряя их ход. Однако ферменты – катализаторы не только очень эффективные, но и высокоспецифические. Почти всегда каждый из них катализирует лишь свою определенную реакцию, а его активные сайты связывают лишь определенные молекулы-реагенты (или уж очень похожие на них вещества). Но так было, видимо, не всегда.

 

Считается, что ферменты первых организмов были не слишком специфичны и могли катализировать множество реакций определенного типа, работая с широким спектром реагентов; при этом эффективность их была совсем не так велика. Впрочем, новая работа, проведенная командой немецкого биохимика Рейнхарда Штернера (Reinhard Sterner), ставит такие взгляды под сомнение.

 

В статье, опубликованной журналом Cell Chemical Biology, авторы рассказывают о попытках восстановить один из древних ферментов – триптофансинтетазу (TS), проводящую синтез одной из важных аминокислот. Проанализировав и сравнив последовательности ДНК в кодирующих TS генах разных видов современных бактерий и архей, ученые определили ген, который мог существовать у общего предка этих организмов. Такой организм, предположительно, существовал на исключительно ранних этапах развития жизни – еще 3,4 млрд лет назад.

 

Получив «наиболее вероятный» ген TS, Штернер и его коллеги внесли его в геном обычной кишечной палочки (E. coli), которая синтезировала древний белок. Это позволило ученым впервые изучить активность «ископаемого» фермента. К их большому удивлению, он вел себя ничуть не хуже современных, проявлял хорошую специфичность и эффективность. Авторы предполагают, что белки могли эволюционировать куда быстрее, чем считалось, и уже общий предок бактерий и архей мог иметь ферменты вполне «современного вида».

 

Пространственная структура «ископаемой» TS – зеркальный димер из четырех доменов / ©Busch et al., 2016

С той далекой эпохи, конечно, не осталось ни окаменелостей, ни белков, ни ДНК. Поэтому такие условные реконструкции едва ли не единственный способ заглянуть в самое глубокое прошлое жизни и узнать о нем новые интересные детали. Например, команда Штернера заметила, что их «ископаемая» TS оставалась стабильной при достаточно высокой – до 70 °С – температуре. Это может служить подтверждением популярной гипотезы о горячих геотермальных источниках, как первой колыбели жизни.

 

Вчера, 20:14
7 минут
Полина Гершберг

Клеточные линии человека с «лицом эльфа» помогли ученым подтвердить, что древние люди одомашнили сами себя.

4 часа назад
2 минуты
Илья Ведмеденко

Житель штата Флорида Кельман Ричес погиб во время полета на реактивном ранце.

Вчера, 14:09
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи полагают, что усваивание алкоголя, возможно, позволило предкам человека разумного возвыситься над другими видами.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

4 декабря
2 минуты
Илья Ведмеденко

По мнению информаторов Центрального разведывательного управления США, СССР мог располагать огромным танком массой в 120 тонн.

Вчера, 20:14
7 минут
Полина Гершберг

Клеточные линии человека с «лицом эльфа» помогли ученым подтвердить, что древние люди одомашнили сами себя.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

18 ноября
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

19 ноября
40 минут
Александр Березин

Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: