Os pesquisadores estudaram a evolução das proteínas de ligação ao metal ao longo de bilhões de anos.
Uma equipe liderada por Rutgers abordou uma das mais profundas questões não respondidas da biologia, descobrindo as estruturas de proteínas que podem ser responsáveis pela origem da vida na sopa primordial da Terra antiga.
O estudo aparece na revista avanços científicos.
Os pesquisadores estudaram como a vida primitiva em nosso planeta pode ter evoluído a partir de materiais simples e não vivos. Eles perguntaram quais propriedades definem a vida como a conhecemos e concluíram que todos os seres vivos devem coletar e usar energia de fontes como o sol ou fontes hidrotermais.
Em termos moleculares, isso significaria que a capacidade de misturar elétrons é de suma importância para a vida. Como os melhores elementos para a transferência de elétrons são os metais (pense nos fios elétricos convencionais) e a maioria das atividades biológicas são realizadas por proteínas, os pesquisadores decidiram analisar a combinação dos dois – ou seja, proteínas que ligam metais.
Uma equipe liderada por Rutgers abordou uma das questões não respondidas mais profundas da biologia, descobrindo as estruturas de proteínas que podem ser responsáveis pela origem da vida na sopa primordial da Terra antiga. Crédito da foto: Rutgers
Eles compararam todas as estruturas de proteínas existentes que ligam metais para identificar características comuns, com base na premissa de que essas características comuns estavam presentes em proteínas ancestrais e foram diversificadas e transmitidas para criar a gama de proteínas que vemos hoje.
A evolução das estruturas das proteínas requer a compreensão de como novas dobras surgiram a partir das já existentes. Portanto, os pesquisadores projetaram um método computacional que descobriu que a grande maioria das proteínas de ligação a metais existentes atualmente são um pouco semelhantes, independentemente do tipo de metal ao qual se ligam, do organismo de onde se originam ou daquele associado à proteína como um todo. funcionalidade.
“Vimos que os núcleos de ligação de metal das proteínas existentes são de fato semelhantes, embora as próprias proteínas possam não ser assim”, disse a principal autora do estudo, Yana Bromberg, professora do Departamento de Bioquímica e Microbiologia da Universidade Rutgers-New Brunswick. “Também vimos que esses núcleos de ligação de metal geralmente são compostos de subestruturas repetidas, bem como blocos LEGO. Curiosamente, esses blocos também foram encontrados em outras regiões das proteínas, não apenas em núcleos de ligação a metais, e em muitas outras proteínas não incluídas em nosso estudo. Nossa observação sugere que o rearranjo desses pequenos blocos de construção pode ter compartilhado um único ancestral, ou um pequeno número, e levou ao surgimento de toda a gama de proteínas e suas funções atualmente disponíveis – ou seja, a vida como a conhecemos”.
“Temos muito pouca informação sobre como a vida se originou neste planeta, e nosso trabalho contribui para uma explicação anteriormente indisponível”, disse Bromberg, cuja pesquisa está focada na decodificação DNS Projetos da maquinaria molecular da vida. “Essa explicação também pode contribuir para nossa busca por vida em outros planetas e corpos planetários. Nossa descoberta dos blocos de construção estruturais específicos também pode ser relevante para os esforços de biologia sintética, onde os cientistas pretendem redesenhar proteínas especificamente ativas.”
Referência: “Quantificação de relações estruturais de locais de ligação de metal dicas nas origens da transferência de elétrons biológicos”, 14 de janeiro de 2022, avanços científicos.
O estudo, financiado pela NASA, também incluiu pesquisadores da Universidade de Buenos Aires.