简化蛋白质揭示早期地球生化起源

在支持性环境中蛋白质折叠的示例。来源——K.Seya等人。

当研究人员仰望天空，想知道我们是否并非孤独时，他们也意识到地球生命的起源可能是找到答案的关键。早期地球混乱的化学汤最终孕育出了现代生命惊人的复杂性，但这一切究竟是如何开始的呢？蛋白质是早期生命的关键成分之一，但我们仍在探索这些现代生物学奇迹最初是如何折叠、发挥功能并存活下来的。近期发表在《化学趋势》上的一篇题为《可折叠性的边缘地带：来自简化蛋白质的启示》的综述论文，展示了科学家们如何通过研究简化蛋白质来尝试回答这个问题。

现代蛋白质的复杂性众所周知。每个蛋白质都由20种不同氨基酸中的某种组合构成。但早期地球不太可能拥有所有这20种蛋白质的组成成分。早期的肽可能是短链、简单的，且仅由那些要么在环境中自然生成，要么由具有非常原始代谢的生命产生的氨基酸组成。诚然，我们无法确切挖掘出早期蛋白质或氨基酸的古老化石来证明这一点，但这似乎是一个合理的假设。

为了模拟这种简化环境，科学家们通过使用仅含7到14种氨基酸的限制性字母表重建蛋白质，进行他们所谓的字母简化操作。而他们用如此有限的工具构建出的成果仍然令人惊叹。科学家们已经构建出能够成功折叠成三维结构的蛋白质，同时完全排除了诸如简单氨基酸或芳香族氨基酸等整类复杂构建块。

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这证明，生命形成所需的蛋白质核心结构需要的信息少得惊人。