我們確定了最古老蛋白質的結構——可追溯到35億年前。
科學家使用計算機模型來模擬地球上不再存在的古老分子的構型，從而描繪出可能是現代酶家族的共同祖先的幾何輪廓。
羅格斯大學的研究人員在ENIGMA網站——該實驗室致力於研究生物圈和微生物祖先中納米級分子機器的演化——上解釋說：「地球上的生命都是電(化學)的，電子電路被一小部分蛋白質催化，這些蛋白質起著複雜的納米機器的作用。」
但是，原始蛋白質實際上長什麼樣呢？這是一個巨大的未知數。
可以理解，考慮到這些古老的酶可以追溯到4 25億年前的太古宙，而現在它們已經滅絕了。
「我們認為生命是建立在很小的構件上的，就像樂高玩具一樣，它們可以組成細胞和人類這樣的更複雜的生物。」環境生物物理學家、ENIGMA首席研究員Paul G.Falkowski說，「我們認為我們已經找到了生命的基石——生命形式的單塊樂高積木。」他來自新的不倫瑞克大學。
在這項研究中，研究人員分析並比較了現有的3D蛋白質結構，以確定它們是否可以從它們反推出共同起源的蛋白質分子形態。
具體來說，研究人員希望量化蛋白質摺疊之間的相似性(胺基酸鏈在三個維度上呈現的形狀)，以找到一個古老的蛋白質分子的簡單拓撲模型。
研究人員在論文中解釋說：「我們發現兩個重複的摺疊是新陳代謝起源的中心。這兩個摺疊可能共享一個共同的祖先，通過複製、吸收和多樣化，它們在代謝起源的很早期就進化出了催化功能。」
他們發現的兩個摺疊是鐵氧還蛋白摺疊(結合鐵硫化合物)和羅斯曼樣摺疊(類似於結合核苷酸的蛋白質結構)。
聽起來可能很簡陋，但這些可能具有單一源頭的基本功能結構可能是古代蛋白質的結構模板，正是它們使地球上的所有其他事物都變得可能。
當然，團隊承認，他們的建模方法基於比較蛋白質拓撲結構，因此只能算是可能性的結論。
換句話說，這只是他們認為的原始酶的樣子。
他們說：「在深度進化推理領域，我們必然局限於推論可能發生的事情，而不是證明已經發生的事情。」
但這並不是說其他實驗無法追蹤生命的譜系。研究團隊指出，他們和其他研究人員一樣，實際上想在實驗室中重新創建這些蛋白質類型。
研究人員說，如果他們成功了，它將使我們更進一步地了解如何從事地球化學中誕生出生物化學——這可以幫助理解地外生命。
該發現發表在PNAS。
本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。