祖先的牧羊人提供了对早期多重蛋白质进化的第一个结构见.
Rita Severino1,2, Jorge Cuéllar3, Jorge Gutiérrez-Seijo3
1Centro de Astrobiología (CAB), INTA-CSIC, Madrid, Spain.
研究人员复活了古代的护卫者,揭示了它们的蛋白质折叠功能和独特的结构. 这项研究重建了这些基本分子机器的演变及其早期复杂性.
科学领域:
- 分子生物学分子生物学
- 进化生物学 进化生物学
- 结构生物学 结构生物学
背景情况:
- 沙佩罗宁是重要的蛋白质折叠机器,分为三个主要组:I组 (细菌GroEL),II组 (古生物学热体和真核生物CCT) 和III组 (细菌热体类).
- 了解这些复杂的多重蛋白质的进化起源对于理解早期细胞生命至关重要.
研究的目的:
- 用祖先序列重建 (ASR) 和蛋白质复活来重建和实验性地描述三个主要的沙佩罗宁群体的最后一个共同祖先.
- 阐明这些古老的护卫者的结构和功能特性及其进化含义.
主要方法:
- 祖先序列重建 (ASR) 来推断祖先的蛋白质序列.
- 蛋白质复活以表达和净化推断的祖先牧师素 (ACI,ACII,ACIII).
- 生物化学测试 (ATPase活性,客户端蛋白质保护测试) 和结构分析 (电子显微镜,冷EM).
主要成果:
- 复活的祖先牧羊人 (ACI,ACII,ACIII) 显示了ATPase活性 (ACII除外) 并保护客户端蛋白质免受热变性.
- 结构分析显示,ACI形成单个7-mer环,而ACII表现出单个和双个8-mer环的混合,表明中间的寡合状态.
- ACII展示了一种新的可卡帕罗宁独立的闭包机制,与现有的I组和II组卡帕罗宁不同.
结论:
- 这项研究提供了古代多重蛋白质的第一个实验性结构重建,为早期蛋白质进化提供了洞察力.
- 发现了新的中间寡合体状态和祖先牧羊人的独特功能机制,揭示了分子复杂性的出现.
- 这些发现为研究沙佩罗宁的进化和原始细胞中多重蛋白质机械的起源建立了经验框架.
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