为什么所有的生命使用相同的20种氨基酸?

的片段的蛋白质形成的地球生命起源以前的阐明为什么所有生物体使用相同的20种氨基酸。研究人员在美国发现proteinogenic氨基酸——那些用于制造天然蛋白质更容易链接成小肽链称为寡聚物比类似的结构,但生活中不使用。这些化学性质可能会让他们更有可能被纳入蛋白质进化中最早的生命形式。

“生命起源以前的地球上的生命之前,肯定会有一个更大的组可用的氨基酸比20最终选定的生物,”说路加福音情夫从拉霍亚的斯克里普斯研究所的领导一起工作罗兰·威廉姆斯在乔治亚理工学院。“我们知道这个,因为地球早期的实验模拟,因为non-proteinogenic氨基酸被发现在陨石,有时在丰度远高于氨基酸用于蛋白质。

生命起源的科学家们长期以来一直吸引周围的蛋白质的进化有趣的问题。“为什么生物学使用20种氨基酸——为什么不12或40 ?为什么自然选择这些特定的20种氨基酸?爱人说。我们发现有纯化学因素,基于高聚合反应和副反应少,可能导致这个选择过程。

他解释说该集团是特别感兴趣的带正电荷的三个proteinogenic氨基酸侧链-赖氨酸、精氨酸和组氨酸,因为他们参与更广泛的研究项目研究早期早期蛋白质和核酸之间的共同进化。基于之前的工作,我们知道肽和depsipeptides可以通过干燥的混合物生成氨基酸和羟基酸,两者都是在生命起源以前的模拟反应和陨石上发现,生产的爱人说。我们决定尝试一组几个带正电氨基酸[这些]无生命的聚合反应。

研究人员选择了三个带正电的proteinogenic氨基酸,以及三个结构相似的带正电氨基酸被认为是地球上生命起源以前的丰富但不中发现的蛋白质。他们一起加热每个氨基酸与羟基酸-乙醇和乳酸在85°C的一个星期,在分析残渣,看看已经产生。

“我们认为,总的来说,所有的这些氨基酸反应类似,因为它们在结构上相似,“爱人说。虽然几乎所有的实验产生低聚物,三个proteinogenic氨基酸反应更高效和产生更少的产品与non-proteinogenic同行相比。这是一个真正的惊喜。我们认为“这是真的吗?”,爱人说。

团队建立额外的反应来验证结果,每个都包含两种类型的氨基酸-一个proteinogenic和一个不参加反应。他们发现,符合他们的初步结果,proteinogenic氨基酸击败non-proteinogenic氨基酸。

“这…强调,还有隐藏的化学和物理因素扮演了重要的角色在从生命起源以前的汤过渡到生活中,“爱人说,补充说,现在该组织正在调查RNA和之间的相互作用产生的带正电荷的寡聚物在这些反应。

”这是一个有趣的的作品展示的一些细微差别聚合化学,以及它们如何可能会影响蛋白质的进化,”评论吉姆劈开生命起源地球化学研究,在日本东京理工学院。他补充说,有更多的蛋白质进化的故事,然而,之前的研究工作表明氨基酸赖氨酸和组氨酸后来增加一组原始细胞用来制造蛋白质。”也就是说,有很多我们不知道早期的生物进化,这很好的工作帮助填补一些空白在这个高度投机性的研究领域,”他说。