«До сих пор попытки понять эволюцию структуры белка основывались на сравнении структур современных белков. Это эквивалентно попытке понять эволюцию птиц путем сравнения нескольких живых птиц», — говорит старший автор исследования Хосе Санчес-Руис из Университет Гранады. «Но наиболее полезно изучать окаменелости, чтобы изменения с течением времени были очевидны. Наш подход максимально приближен к« раскопкам »структур ископаемых белков».
В недавнем исследовании Санчес-Руис и его сотрудники построили филогенетическое дерево последовательностей белков, проанализировав аминокислотные последовательности тиоредоксинов — белков, обнаруженных в организмах из трех областей жизни, включая бактерии, археи и эукариоты. Используя это филогенетическое древо, они смогли воскресить докембрийские белки в лаборатории и охарактеризовать их особенности.В новом исследовании Санчес-Руис объединился с Хосе Гавирой из Андалузского института наук о Земле (Испанский национальный исследовательский совет — Университет Гранады), чтобы проанализировать рентгеновские кристаллические структуры ранее возрожденных докембрийских белков.
Они обнаружили, что современные структуры тиоредоксина удивительно похожи на те, которые существовали во времена, близкие к зарождению жизни, даже несмотря на то, что их аминокислотные последовательности сильно различаются. Это открытие поддерживает модель прерывистого равновесия эволюции, в которой белковые структуры остаются постоянными в течение долгих периодов времени, а новые изменения происходят периодически в течение коротких периодов.
«Помимо раскрытия основных принципов эволюции структуры белка, наш подход предоставит бесценную информацию о том, как трехмерная структура белка кодируется его аминокислотной последовательностью», — говорит Санчес-Руис. «Он также может предоставить информацию о том, как создавать белки с новой структурой — важная цель белковой инженерии и биотехнологии».