研究发现可能负责生命起源的蛋白质结构

我们还没有完全回答生命是如何在我们的星球上诞生的问题，但科学正在不断接近这个问题？ 一项新的研究确定了可能导致这种情况发生的蛋白质结构。

首先，该研究背后的团队决定从这样一个前提开始：我们所知道的生命依赖于收集和使用能量。 在古代地球的原始汤中，这种能量很可能来自天空，以太阳辐射的形式，或者来自地球本身的深处，作为从古代海洋底部的热液喷口渗出的热量。

在分子水平上，这种能源使用意味着电子转移，涉及电子从一个原子或分子移动到另一个原子或分子的基本化学过程。 电子转移是其核心氧化还原反应（也称为氧化还原反应）对于生命的一些基本功能至关重要。

由于金属是进行电子转移的最佳元素，而称为蛋白质的复杂分子是驱动大多数生物过程的因素，因此研究人员决定将两者结合起来并寻找与金属结合的蛋白质。

使用有条理的计算方法来比较金属寻找蛋白质，揭示了所有这些蛋白质都匹配的某些共同特征？ 无论蛋白质的功能、其结合的金属或所涉及的生物体如何。

“我们发现现有蛋白质的金属结合核心确实相似，尽管蛋白质本身可能并不相似，”微生物学家亚娜·布罗姆伯格说，来自新泽西州罗格斯大学新不伦瑞克分校。

“我们还发现这些金属结合核心通常由重复的子结构组成，有点像乐高积木。奇怪的是，这些块也存在于蛋白质的其他区域，而不仅仅是金属结合核心，而且存在于许多其他蛋白质中我们的研究中没有考虑到这一点。”

研究人员认为，这些共同的特征很可能已经存在并在最早的蛋白质中发挥作用，随着时间的推移而变化，成为我们今天看到的蛋白质？ 但保留某些共同的结构。

想法是数千万年前覆盖地球的太古宙海洋中的可溶性金属可以用来为能量转移所需的电子洗牌提供动力，进而为生物生命提供动力。

“我们的观察表明，这些小构件的重新排列可能有一个或少数共同祖先，并产生了目前可用的整个蛋白质范围及其功能，”布隆伯格说。 “也就是说，我们所知道的生活。”

特别是，该团队能够识别蛋白质折叠的进化？ 蛋白质变得具有生物活性时所采用的形状？ 这可能产生了我们今天所知道的蛋白质，几乎就像一个分子家谱项目。

该研究还得出结论，具有生物功能的肽（蛋白质的较小版本）可能早于最早的蛋白质，其历史可以追溯到 38 亿年前。 这一切都增加了我们对生命是如何开始的。

一如既往，对地球上生命起源的任何分析对于寻找其他行星上的生命也很重要，这些行星上的生命可能开始沿着类似的生物路径进化（或可能已经进化）。

“我们对这个星球上生命如何产生的信息知之甚少，而我们的工作提供了以前无法获得的解释，”布隆伯格说。 “这种解释也可能有助于我们在其他行星和行星体上寻找生命。

“我们对特定结构构件的发现也可能与合成生物学工作相关，科学家们的目标是重新构建特定的活性蛋白质。”

该研究发表于科学进步。