Molekyl, Der Kan Have Givet Breath Til Jordens Første Liv Opdaget

{h1}

Ved at studere proteinfolder har forskere identificeret et enzym, der er kritisk for jordens dramatiske stigning i ilt.

Jordens første iltmolekyler, der førte til udviklingen af ​​livet på planeten, kan have påberåbt sig et nyligt identificeret enzym, rapporterede forskere denne uge.

Omkring 2,4 milliarder år siden oplevede planeten en enorm stigning i atmosfæriske iltniveauer. Forskere har længe fastslået, at denne stigning i ilt, kaldet Great Oxygenation Event, var bundet til ankomsten af ​​de første fotosyntetiske organismer. (Oxygen er et biprodukt af fotosyntese, der bruger sollys til at omdanne kuldioxid til sukkerholdige fødevarer.) Men ingen vidste, hvorfor disse iltproducerende organismer opstod i første omgang.

"Oxygen er giftig, så hvorfor ville en levende organisme skabe ilt?" studere hovedforfatter Gustavo Caetano-Anollés, biolog ved University of Illinois, sagde i en erklæring. "Noget skal have udløst dette."

For at komme til bunden af ​​mysteriet analyserede Caetano-Anollés og hans kollegaer proteinfolder i næsten 1.000 organismer på tværs af alle områder af livet. En fold, forklaret Caetano-Anollés, er en strukturelt og funktionelt særskilt region af et protein, som normalt ikke påvirkes af mutationer eller andre ændringer i de aminosyrer, der udgør proteinet. På grund af denne konsistens er proteinfolder pålidelige markører af langsigtede evolutionære mønstre.

Med deres analyse skabte forskerne en tidslinje af proteinhistorie, som de kalibrerede ved hjælp af forskellige mikrobielle fossiler. De fandt ud af, at den ældste iltbaserede proces involverede produktionen af ​​pyridoxal, den aktive form af vitamin B6, hvilket er essentielt for aktiviteten af ​​mange protein enzymer i kroppen.

Så hvordan fik gamle organismer den nødvendige pyridoxal? Forskerne daterer pyridoxal tilbage til omkring 2,9 milliarder år siden, samtidig med at enzymet manganekatalase dukkede op.

Mangankatalase bryder ned hydrogenperoxid i vand og ilt. Tidlige organismer kan have været på tværs af dette enzym, når de forsøger at klare miljøhidrogenperoxid, som nogle geokemister tror på var overflod i Jordens gletsjere på det tidspunkt og blev frigivet af bombardementet af solstråling. Organismerne fik i det væsentlige det ilt, de havde brug for til fremstilling af pyridoxal, ved at nedbryde det glaciale hydrogenperoxid med mangankatalase.

Caetano-Anollés bemærker, at resultaterne passer ind i andre nyere undersøgelser, hvilket tyder på, at iltbaseret respiration begyndte 300 millioner til 400 millioner år før den store oxideringshændelse. Timingen virker, fordi iltproduktionen sandsynligvis forekom længe før iltspiken, sagde han.

Med sin evne til at nedbryde hydrogenperoxid og skabe ilt, er mangankatalase sandsynligvis den "molekylære skyldige for opståen af ​​ilt på planeten", sagde Caetano-Anollés.

Undersøgelsen blev udgivet 10. januar i tidsskriftet Structure.


Video Supplement: The Choice is Ours (2016) Official Full Version.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com