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科学家们发现了数十亿年前已存在的蛋白质片段

2019-02-11 09:43:37 • 来源：

蛋白质和语言有许多相似之处 - 例如，通过适当安排基本构建块来产生它们的意义。德国马克斯普朗克发育生物学研究所所长Andrei Lupas及其团队应用计算方法通过现代蛋白质的比较研究重建原始构建模块。语言学中使用相同的方法通过现代语言的比较来重建古代词汇。在最近的一项研究中，科学家报告了40个祖先的肽片段的鉴定，这些片段可能代表了超过35亿年前第一个蛋白质产生时的可观察残留物。

科学家们发现了数十亿年前已存在的蛋白质片段

蛋白质是组成积木所有的生命，从细菌到人类。在我们的身体中，它们对于所有化学过程都是必不可少的：它们形成我们的指甲，头发，骨骼和肌肉，它们帮助消化我们吃的食物，并且它们保护我们形成致病细菌和病毒。马克斯普朗克发育生物学研究所蛋白质进化系主任卢帕斯说：“生命可以被看作是蛋白质化学活性的主要原因。” 他和他的合作者对了解这些复杂的生物分子是如何起源特别感兴趣。今天我们知道蛋白质主要是通过仅几千个模块化单元的组合组装构建的，称为域。然而，不清楚这些模块化单元本身是如何出现的。

科学家们研究了第一个蛋白质结构域的假设，即第一个蛋白质结构域是由祖先的一组简单肽段进行的融合和零碎生长而产生的，这些肽本身出现在大约35亿年前的基于RNA的细胞前生命中。

在对现代蛋白质的系统分析中，他们能够识别出看似无关的蛋白质中出现的40个肽片段，但在它们的序列和结构上却具有惊人的相似性。基于它们在最古老的蛋白质(例如，核糖体蛋白)中的广泛存在以及它们参与基础功能(例如，RNA结合，DNA结合)，作者提出这些片段是原始RNA的可观察的残余物 - 肽世界，我们今天所知道的基于DNA的生命的前体形式。

将来，这些片段对蛋白质结构形成的贡献必须通过实验进行研究，为优化现有蛋白质和设计新蛋白质开辟新的途径，这在自然界尚未见到。“如果我们阐明这一过程，我们应该能够创造出新的蛋白质形式”，Lupas总结道，对生物技术有着令人兴奋的应用。

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