Испанские исследователи проанализировали кристаллические структуры рентгена семь, ранее ‘возродил’ thioredoxins на 1 — 4 миллиарда лет, маленькие окислительно-восстановительные белки, которые, как известно, присутствовали во всех организмах.Семь докембриев thioredoxins и существующий E. coli и человеческий thioredoxins (Огни-Prieto и др.).Современные белки показывают впечатляющую степень структурного разнообразия, которое было хорошо характеризовано.
Но очень мало известно о том, как и когда в течение белка эволюции структуры возникли.Новое исследование, сообщил в журнале Structure, показывает замечательную степень структурного подобия среди белков начиная с жизни, сначала развитой на Земле.
“До сих пор попытки понять эволюцию структуры белка были основаны на сравнении между структурами современных белков. Это эквивалентно попытке понять эволюцию птиц, сравнивая несколько живущих птиц. Но является самым полезным изучить окаменелости так, чтобы изменения за эволюционное время были очевидны.
Наш подход как почти достиг как возможный ‘вскапывания’ структур белка окаменелости”, сказал ведущий автор доктор Хосе Санчес-Руис из Университета Гранады.В исследовании 2011 года ученые построили филогенетическое дерево последовательностей белка, анализируя последовательности аминокислот thioredoxins-белков, найденных в организмах от трех областей жизни, включая бактерии, archaea и эукариоты.
Используя это филогенетическое дерево, они смогли возродить докембрийские белки в лаборатории.В новом исследовании они проанализировали кристаллические структуры рентгена этих белков. Они нашли, что современные thioredoxin структуры удивительно подобны тем, которые существовали за один раз близко к происхождению жизни, даже при том, что их последовательности аминокислот очень отличаются.
Это схематическое филогенетическое дерево показывает геологическое время и филогенетические узлы, предназначенные в новом исследовании. LBCA – длятся бактериальному общему предку; LACA – длятся archaeal общему предку; AECA – archaeal-эукариотический общий предок; LECA – длятся эукариотическому общему предку; LAFCA – длятся общему предку грибов и животных; LPBCA – длятся общему предку cyanobacterial, deinococcus и thermus групп; LGPCA – длятся общему предку g-proteobacteria. LUCA – длятся универсальному общему предку (Огни-Prieto и др.).Это открытие поддерживает модель акцентированного равновесия эволюции, в которой структуры белка остаются постоянными за долговременные периоды с новыми изменениями, происходящими периодически за короткие периоды.
“В дополнение к раскрытию основных принципов эволюции структуры белка наш подход предоставит неоценимую информацию относительно того, как 3D структура белка закодирована его последовательностью аминокислот”, объяснил доктор Санчес-Руис.“Это могло также предоставить информацию о том, как проектировать белки с новыми структурами – важная цель в разработке белка и биотехнологии”.