Studi menemukan struktur protein yang bertanggung jawab atas asal usul kehidupan

Sebuah studi baru telah muncul yang membimbing kita menuju asal usul kehidupan. Ini mengidentifikasi struktur protein yang mungkin menyebabkan hal ini terjadi.

Tim memulai dengan gagasan bahwa hidup dimulai dengan mengumpulkan dan menggunakan energi. Energi ini kemungkinan besar berasal dari langit, dalam bentuk radiasi dari matahari, atau dari kedalaman bumi itu sendiri, di mana panas merembes melalui lubang hidrotermal di dasar laut purba.

Pada tingkat molekuler, penggunaan energi ini berarti transfer elektron, proses kimia dasar yang melibatkan transfer elektron dari satu atom atau molekul ke atom atau molekul lainnya. Transfer elektron adalah inti dari reaksi oksidasi-reduksi (juga dikenal sebagai reaksi redoks) yang penting untuk beberapa fungsi dasar kehidupan.

Karena logam adalah elemen terbaik untuk melakukan transfer elektron, dan molekul kompleks yang disebut protein mendorong sebagian besar proses biologis, para peneliti memutuskan untuk menggabungkan keduanya dan mencari protein yang mengikat logam.

Pendekatan sistematis dan komputasi digunakan untuk membandingkan protein pencari logam, mengungkapkan beberapa fitur umum yang identik di semua protein ini – terlepas dari fungsi protein, logam yang mengikatnya, atau organisme yang bersangkutan.

“Kami telah melihat bahwa inti pengikat logam dari protein yang ada memang mirip meskipun protein itu sendiri mungkin tidak,” kata ahli mikrobiologi Jana Brombergdari Universitas Rutgers – New Brunswick di New Jersey.

“Kami juga telah melihat bahwa inti pengikat logam ini sering terdiri dari struktur inti yang berulang, seperti balok Lego. Anehnya, balok ini juga ditemukan di daerah protein lain, bukan hanya inti pengikat logam, dan di banyak protein. lain yang tidak dipertimbangkan dalam penelitian kami.”

Konsep tersebut menyatakan bahwa mineral terlarut di lautan purba yang menutupi Bumi ribuan juta tahun yang lalu dapat digunakan untuk menggerakkan pencampuran elektron yang diperlukan untuk mentransfer energi, dan dengan demikian kehidupan biologis.

“Pengamatan kami menunjukkan bahwa penataan ulang blok bangunan kecil ini mungkin memiliki satu atau sejumlah kecil nenek moyang yang sama dan memunculkan berbagai protein dan fungsinya yang tersedia saat ini,” Bromberg mengatakan. “Yaitu, dalam hidup seperti yang kita kenal.”

Secara khusus, tim mampu mengidentifikasi perkembangan lipatan protein yang merupakan bentuk yang diadopsi protein ketika mereka menjadi aktif secara biologis, dan yang mungkin telah menghasilkan protein yang kita kenal sekarang, kira-kira seperti Proyek Pohon Keluarga Molekuler.

Juga telah ditemukan bahwa peptida yang berfungsi secara biologis, yang merupakan versi protein yang lebih kecil, mungkin telah mendahului protein tertua yang berusia 3,8 miliar tahun.

“Kami memiliki sangat sedikit informasi tentang bagaimana kehidupan berasal di planet ini, dan pekerjaan kami berkontribusi pada penjelasan yang sebelumnya tidak tersedia,” Bromberg mengatakan. Penjelasan ini juga dapat berkontribusi pada pencarian kita akan kehidupan di planet dan benda planet lainnya.

“Penemuan blok bangunan struktural spesifik kami juga relevan dengan upaya biologi sintetik, karena para ilmuwan bertujuan untuk membangun protein aktif yang spesifik lagi.”

Pencarian dipublikasikan di kemajuan ilmu pengetahuan.