Siete tipos de aminoácidos son suficientes para crear el pliegue central de la ARN polimerasa

Área de la Ciencia:

• Evolución de las proteínas y bioinformática
• Los orígenes de los pliegues de proteínas
• Sistemas de traducción antiguos

Sus antecedentes:

• Es probable que las proteínas modernas complejas hayan evolucionado de ancestros más simples y antiguos.
• El beta-barril de doble psi (DPBB) es un antiguo pliegue de proteínas que se encuentra en enzimas esenciales como la ARN polimerasa.
• Comprender los orígenes evolutivos de los pliegues de proteínas proporciona una visión de la vida temprana.

Objetivo del estudio:

• Para reconstruir la trayectoria evolutiva del pliegue de la proteína de doble barril de psi (DPBB).
• Investigar los requisitos mínimos para la formación de pliegues DPBB.
• Evaluar la plausibilidad de la aparición del pliegue DPBB dentro de los primeros sistemas de traducción.

Principales métodos:

• Ingeniería inversa de un dominio DPBB moderno.
• Reconstrucción computacional de las vías evolutivas, incluida la homodimerización entrelazada, la duplicación de genes y la fusión.
• Simplificación del repertorio de aminoácidos para identificar los requisitos mínimos de secuencia.

Principales resultados:

• Se reconstruyó una vía evolutiva plausible para el pliegue DPBB, a partir de un péptido de medio tamaño.
• El pliegue DPBB fue recreado con éxito utilizando sólo siete tipos de aminoácidos (Ala, Asp, Glu, Gly, Lys, Arg, Val).
• Estos siete aminoácidos pueden ser codificados por un conjunto mínimo de codones (GNN y ARR) en el sistema genético moderno.

Conclusiones:

• El pliegue de doble barril beta psi (DPBB) podría haberse originado a partir de precursores de péptidos simples a través de la dimerización, la duplicación y la fusión.
• La formación del pliegue DPBB es factible con un conjunto limitado de aminoácidos y un código genético rudimentario.
• Este estudio apoya la hipótesis de que los pliegues de proteínas fundamentales podrían haber surgido temprano en la historia de la traducción.