Новости космоса и технологий. » Химия » Синтез цистеина был ключевым этапом в зарождении жизни: исследование

Синтез цистеина был ключевым этапом в зарождении жизни: исследование

Опубликовал: Admin, 13-11-2020, 10:55, Химия, 51, 0

Синтез цистеина был ключевым этапом в зарождении жизни: исследование

Согласно новому исследованию исследователей UCL, на важном этапе ранней эволюции жизни на Земле образование аминокислоты цистеина доставило жизненно важные катализаторы, которые позволили самым ранним молекулам белка образовываться в воде.

Все белки построены из одних и тех же 20 аминокислот. Предполагалось, что одного из них, цистеина, не было при возникновении жизни. Несмотря на его фундаментальное значение для всей жизни сегодня, было неясно, как цистеин мог образоваться на ранней Земле.

В новом исследовании, опубликованном в Наука , Ученые UCL воссоздали, как цистеин образовался у истоков жизни. Кроме того, они наблюдали, как однажды образованный цистеин катализирует слияние пептиды в вода - фундаментальный шаг на пути к белковым ферментам.

Исследователи UCL создали цистеин, используя очень простой химический состав и химические вещества - цианистый водород и сероводород, которые, вероятно, были в изобилии на ранней Земле. Путь, который они раскрыли, очень напоминает то, как цистеин синтезируется в живые организмы сегодня, и исследователи считают, что они исторически связаны.

Исследование также показало, что остатки цистеина катализировать синтез пептидов в воде путем объединения коротких пептидных фрагментов, которые команда ранее обнаружила в исследование опубликовано в Природа прошлый год.

Старший автор профессор Мэтью Паунер (UCL Chemistry) сказал: «Наши результаты показывают, как цистеин мог образоваться на ранней Земле и как он мог сыграть решающую роль в эволюции синтеза белка.

» После образования цистеиновые катализаторы ведут себя как «протоферменты» для производства пептидов в воде. Эта надежная химия могла бы привести к образованию пептидов, достаточно длинных, чтобы образовать ферментоподобные структуры, которые будут предшественниками белковых ферментов, которые являются фундаментальными для всех живых организмов ».

Со-ведущий автор и научный сотрудник доктор Саидул Ислам (UCL Chemistry) заявили: «Мы показали, что нитрилы обладают внутренней энергией, необходимой для образования пептидных связей в воде. Это самый простой способ получения пептидов, который работает со всеми 20 аминокислотами, что делает его еще более невероятным.

«Это именно та простая, но особенная химия, которая была необходима для зарождения жизни несколько миллиардов лет назад. Наше исследование предоставляет дополнительные доказательства того, что молекулы жизни произошли от нитрильной химии на ранней Земле».

Со-ведущий автор доктор Каллум Фоден, который завершил работу, будучи доктором философии. студент Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе сказал: «Пептидный синтез, который мы обнаружили, прост, высокоселективен и использует молекулы, которые были доступны на ранней Земле.

» Одного остатка цистеина достаточно, чтобы вызвать сильную каталитическую активность. Примечательно, что такие маленькие молекулы могут осуществлять такую ​​важную (био) химическую реакцию избирательно в воде, при нейтральном pH и с такими высокими выходами ».

Обсуждая дальнейшие последствия своего исследования, профессор Паунер сказал:« Мы решили давнюю проблему происхождения жизни, предложив простое решение каталитического синтеза пептидов в воде. Важно отметить, что катализаторы построены только из аминокислот биологии. Понимание того, как цистеин мог контролировать образование самых первых пептидов Земли, проделало долгий путь с химия живому организму кажутся немного короче и менее устрашающими.

«Наше исследование предполагает, что цистеин впервые был введен в пептиды жизни путем модификации серина (другой жизненной аминокислоты). Теперь это поднимает важные вопросы о ранней эволюции и кодировании Синтез пептида Широко распространено мнение, что цистеин не использовался. присутствуют в первом генетическом коде жизни, и это точно согласуется с нашими наблюдениями. Наши результаты показывают, что закодированный серин может давать цистеиновые пептиды, что ведет к ключевой роли цистеина в эволюции еще до того, как он был назначен генетическому коду жизни »


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии