Изследователи установиха как може да е изглеждал първият протеин преди 4 милиарда години, съобщава Science Daily.

Резултатите са публикувани в Journal of the American Chemical Society.

Как е възникнал животът на Земята? Изследователи от Университета Рутгерс намериха убедителни доказателства, че обикновените протеинови катализатори, които гарантират функционирането на клетките, биха могли да съществуват по времето, когато се е зараждал животът.

В края на 80-те и началото на 90-те години на миналия век, химикът Гюнтер Вехтершаузер (Günter Wächtershäuser) пише, че животът е започнал в скали, съдържащи желязо и сяра в океана. Вехтершаузер и други изследователи прогнозират, че тези пептиди трябва да са къси, да свързват метали и да служат като катализатори на химични реакции при зараждането на живота, според съавторът на проучването Викас Нанда (Vikas Nanda), доцент в Медицинската школа "Робърт Ууд" към Университета Рутгерс.

Човешката ДНК се състои от гени, които кодират протеини, състоящи се от няколкостотин до няколко хиляди аминокиселини. Пептидите са органични съединения, чиито молекули се състоят от две или повече аминокиселини свързани с пептидна връзка и са с размер, по-малък от 1 нанометър. Късите протеини се наричат ​​пептиди. В нашето тяло пептидите пренасят информация от една клетка към друга. 

Дългите сложни протеини, необходими за правилното функциониране на всички живи същества, са резултат от милиарди години еволюция. Когато е стартирал животът, протеините вероятно са били много по-прости и едва ли са включвали повече от 10 до 20 аминокиселини. С помощта на компютърни модели, учените от Университета Рутгерс изследват появата на ранните пептиди и техните възможни химични функции.

С помощта на компютърни симулации учените съставят къс протеин с 12 аминокиселини и го тестват в лаборатория. Този пептид има няколко впечатляващи и важни свойства. Той съдържа само два вида аминокиселини (а не приблизително 20 аминокиселини, които синтезират милиони различни протеини, необходими за специфични функции на организма), много е къс и може да се появи спонтанно на ранната Земя при подходящи условия. Ядрото на този пептид по структура и химически състав наподобява желязно-серните минерали, които са били в изобилие в древните океани на Земята. Според Нанда пептидът може също така многократно да зарежда и освобождава електрони, без да се разпада.

"Съвременните протеини, наречени фередоксини, правят същото, пренасяйки електрони около клетките, за да стимулират метаболизма", заяви водещият автор професор Пол Фалковски (Paul G. Falkowski),  ръководител на Лабораторията по екологическа биофизика и молекулярна екология в Рутгерс. "Първичният пептид, подобен на този, който изследвахме, вероятно е имал подобна функция в началото на живота".

С помощта на компютърните симулации екипът разпада почти 10000 протеини и идентифицира четири като елементи от "легото на живота" ("Legos of life") - основните химични структури, които могат да бъдат сглобени заедно, за да се изгради набор от протеини в рамките на всеки организъм.

Малкият първичен пептид може да бъде предшественик на по-дълги структури и учени вече могат да експериментират с тях как тези пептиди могат да функционират в химическите процеси при зараждането на живота.