Новости химической науки > Предок всех ферментов

Исследователи расшифровали трехмерную структуру соединения, претендующего на роль первого биологического катализатора в истории биохимической эволюции. Открытие проливает свет на ключевой момент происхождения жизни.

Самый главный вопрос, волнующий ученых, изучающих феномен происхождения жизни, состоит в определении структуры первой самовоспроизводящейся молекулы. Нуклеотиды управляют синтезом белков, белки регулируют синтез нуклеотидов – какие соединения появились первыми? Большинство исследователей полагают, что первыми самовоспроизводящимися молекулами являлись рибозимы – РНК, способные как генетическому кодированию, так и проявляющие каталитические свойства.

Структура L1 рибозимлигазы (По материалам Science)

Открытие таких РНК-катализаторов в 1980-х привело к появлению гипотезы о «Мире РНК», предшествовавшем миру современных биологических систем, основанных на использовании ДНК и белков. Рибозимы обнаруживаются в биологических системах и сейчас, но, будучи реликтами биохимической эволюции, они управляют лишь некоторыми каталитическими процессами и не воспроизводят сами себя.

Один из катализаторов гипотетического «мира РНК» – L1 рибозимлигаза отвечает за каталитическое формирование 3' и 5' фосфодиэфирных мостиков, характерных для всех нуклеиновых кислот.

Уильям Скотт (William Scott) из Центра Молекулярной Биологии РНК Университета Калифорнии расшифровали трехмерную структуру этого рибозима. Расшифровка структуры небелкового биологического катализатора позволяет предположить, каким образом рибозим реализует свои каталитические свойства. Третичная структура рибозима обуславливает наличие «кармана», с которым связывается ион магния, способный координироваться с тремя фосфатными группами.

Джерард Джойс (Gerald Joyce) из Исследовательского Центра Скриппса Калифорнии отмечает, что кристаллическая структура позволяет предположить, какое вещество играло роль первого биологического катализатора. Он уверен, что в ближайшее время биохимики смогут расшифровать структуры других лигаз, а также рибозимов, осуществляющих функции полимераз и репликаз, чтобы поглубже взглянуть на «мир РНК».

Источник: Science, 2007, 315, 1552

метки статьи: #биохимия, #кинетика и катализ, #молекулярная биология