Биологи получили ископаемый фермент общего предка всех бактерий — Naked Science
10.06.2016
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
©Wikipedia

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.

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 20:38
Илья Ведмеденко

Российские судостроители спустили на воду головное скоростное пассажирское судно на подводных крыльях «Метеор 120Р». Предполагается, что оно ни в чем не уступает зарубежным аналогам.

4 часа назад
Мария Азарова

Канадские ученые выяснили, что у больных с коронавирусом значительно повышен уровень белка галектина-9 в плазме крови. Они также обнаружили корреляцию между концентрациями Gal-9 и провоспалительными цитокинами, высвобождение которых приводит к цитокиновому шторму.

3 августа
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

1 августа
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

3 августа
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

1 августа
Александр Березин

СМИ всего мира принялись рассказывать, что новые штаммы возникли из-за ослабления ограничений, снятия масок, а то и под воздействием вакцин. Якобы те оказали эволюционное давление, заставляющее вирус обходить вакцинную защиту. Увы, реальная биология указывает на совсем иную — и более устрашающую — картину. Разбираемся в деталях.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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: