科学家发现可能改写进化的古老蛋白质折叠

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日本理化研究所 （RIKEN） 的两位生物学家通过实验室实验发现了一种以前未知的蛋白质折叠，为地球上生命的早期进化提供了新的见解。这种蛋白质折叠在现代蛋白质中完全不存在，它可以填补我们对分子进化理解的一个关键空白。驱动基本生物过程的蛋白质，如基因表达和蛋白质生产，依赖于各种被称为“β桶折叠（β-barrel folds）”的结构折叠。然而，直到现在，连接这些褶皱的进化途径仍然不清楚。通过模拟，研究人员确定了一种可能的古老折叠拓扑结构，命名为“双Ｚβ桶（double-zeta β-barrel，DZBB）”。这一发现揭示了复杂的生物分子机器是如何从更简单的前体进化而来的，为研究生命分子复杂性的起源提供了一个新的视角。DZBB类似于由连锁蛋白链组成的紧凑圆柱体。研究人员发现，这种古老的、类似折纸的结构只需稍加调整就能转变成其它关键的蛋白质形状。这些DZBB组件作为分子进化的通用基础。这一结果可能有助于解决一个长期存在的谜团，即原始蛋白质是如何进化来管理遗传过程的。DZBB的变质性质使其能够在不同条件下采用多种稳定的形式，这可能使早期生命的分子机制迅速多样化——很像寒武纪大爆发时期的动物物种。