科学家把成千上万的蛋白质发现四个生活的乐高玩具
通过“砸”蛋白质和看着破碎的碎片,罗格斯大学的科学家说,他们已经发现了四个基本构建块可以像积木一样堆建立各种不同的蛋白质。
描述的结果美国国家科学院院刊》上可以帮助研究人员更好地理解生命起源和设计新的生物分子具有特殊的工业和医疗用途。
“我们开发方法对于真正观察蛋白质的深层时间进化,”资深作者维南达说,罗格斯大学的生物化学家。
许多科学家认为,最早的一些形式的生活应该挂在哪里自然电流存在海底的地板上,例如,在那里热液喷口排放物质进入海洋。
古老的微生物需要特殊蛋白质利用的能源。这些含金属的“金属”将能够以特定方式携带和移动电子。但是这种蛋白质究竟是什么样子,大约40亿年前?
很难判断是什么在现代微生物因为他们的蛋白质是非常复杂的,南达说。他指出蛋白质如固氮酶,一个重要的酶,这种酶,使氨氮,然后用来制造DNA和氨基酸。
“你无法想象复杂nanomachine刚刚兴起的原始汤就进入存在,“南达说。“必须有简单的中间体。但是我们没有任何的挑战是化石记录的蛋白质是什么样子的。我们只有现代蛋白质,我们必须推断出简单的蛋白质可能是什么样子。”
平均蛋白质今天由约200 - 250个氨基酸,还可以做成更大的蛋白质的氨基酸链。南达和他的同事想要找出在这些连锁店真正做了哪些工作,因此可能会像从早期生活更古老的蛋白质。
在这个问题上,研究人员挖通过大学RCSB蛋白质数据银行分析原子9500蛋白质的三维结构。使用电脑时,他们选择了通过氨基酸链,寻找共同的子单元在不同的蛋白质似乎也有类似的功能。
这基本上是像试图理解一个电台最基本的部分通过收音机,用锤子砸他们,然后比较这些碎片,南达说。
“接下来的问题是,什么是有用片段只是垃圾是什么?”他说。“当我们看了看,我们会发现一些看起来像一个晶体管或者我们会发现类似的调谐电容器拨号,我们会分类到不同的类”。
果然,科学家们能够挑选出四个有用pieces-modules约60至100氨基酸组成。每一个可以携带电子或者进行反应,但使用不同的金属(如铜、铁镍和锰)或使这些金属在不同的配置。
科学家们认为最古老的四个是四个熨斗和四个硫原子的方形集群。因为这亚基会非常方便的获取能源热液喷口周围的已知主机栩栩如生的化学反应,即使生物没有。这种化学可以使它更容易与正确的electron-shuttling微生物蛋白质茁壮成长,这种思路。
这些想法将不得不进一步被测试在实验室里,南达说。与此同时,科学家们希望有更多的像子单元以外的四个他们确认。
“我们真的只在一个很小的子集的蛋白质,参与电子传递的,”南达说。
这些smash-and-search方法可以用来找到共享构建块在其他组的蛋白质以外的电子转换,他补充说。
科学家们还想把这四个单元的60到100氨基酸并找到更小、更简单的基本块,他说。单位越简单,越近,可能是那些原始的蛋白质。
除了帮助科学家理解蛋白质从生活的遥远的过去,本研究有一天帮助科学家开发未来的蛋白质。
蛋白质已经被设计用于工业和治疗用途,但是这种新技术可以改进过程,科学家说。它甚至可以被用来设计蛋白质分离而可能导致一种廉价的方式产生清洁的氢燃料。
电脑继续萎缩,特别设计的电子转换蛋白质可以帮助工程师建立更小的晶体管和二极管甚至capacitors-perhaps找到一种方法使其自组装成电路,南达说。
“然后你就可以开始做电子电路不是通过光刻和印刷这些东西到芯片上,”他说,“但也许细菌合成小电路,以可持续的方式做这些事情。”
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