美国罗格斯大学领导的团队在探究生物学中最深刻的未解问题之一时，发现了可能导致古代地球原始汤中生命起源的蛋白质结构。该研究近日发表在《科学进展》杂志上。

研究人员探索了原始生命如何起源于我们星球上的简单非生命材料，他们得出结论，任何有生命的东西都需要从太阳或热液喷口等来源收集和使用能量。

用分子术语来说，这意味着转移电子的能力对生命至关重要。由于电子转移的最佳元素是金属，并且大多数生物活动都是由蛋白质进行的，因此研究人员决定探索两者的结合，即结合金属的蛋白质。

他们比较了所有现有的与金属结合的蛋白质结构，以建立任何共同特征，前提是这些共同特征存在于祖先蛋白质中，并且经过多样化和传承，创造了我们今天看到的众多蛋白质。

蛋白质结构的进化需要了解新折叠是如何从先前存在的折叠中产生的，因此研究人员设计了一种计算方法，发现目前存在的绝大多数金属结合蛋白都有些相似，无论它们结合的金属类型如何。

研究主要作者、罗格斯大学新不伦瑞克分校生物化学和微生物学系教授雅娜·布罗姆伯格表示，现有蛋白质的金属结合核心确实都相似，尽管蛋白质本身可能不相似。这些金属结合核心通常由重复的子结构组成，有点像乐高积木。奇怪的是，这些子结构也存在于蛋白质的其他区域，而不仅仅是金属结合核心。观察表明，这些子结构的重排可能有一个或少数共同祖先，并产生了目前可用的全部蛋白质及其功能，亦即人类所知道的生命。

布罗姆伯格说，“我们对生命如何在这个星球上产生信息知之甚少，而我们的工作提供了以前无法获得的解释。这种解释或有助于我们在其他行星和行星体上寻找生命。我们对特定结构构件的发现也可能影响未来合成生物学工作——科学家的目标正是重构出具有特异性的活性蛋白质”。（记者张梦然）

来源： 科技日报

地球生命起源蛋白质结构或揭示

来源: 科技 日报

美国罗格斯大学领导的团队在探究生物学中最深刻的未解问题之一时，发现了可能导致古代地球原始汤中生命起源的蛋白质结构。该研究近日发表在《科学进展》杂志上。

研究人员 探索 了原始生命如何起源于我们星球上的简单非生命材料，他们得出结论，任何有生命的东西都需要从太阳或热液喷口等来源收集和使用能量。

用分子术语来说，这意味着转移电子的能力对生命至关重要。由于电子转移的最佳元素是金属，并且大多数生物活动都是由蛋白质进行的，因此研究人员决定 探索 两者的结合，即结合金属的蛋白质。

他们比较了所有现有的与金属结合的蛋白质结构，以建立任何共同特征，前提是这些共同特征存在于祖先蛋白质中，并且经过多样化和传承，创造了我们今天看到的众多蛋白质。

蛋白质结构的进化需要了解新折叠是如何从先前存在的折叠中产生的，因此研究人员设计了一种计算方法，发现目前存在的绝大多数金属结合蛋白都有些相似，无论它们结合的金属类型如何。

研究主要作者、罗格斯大学新不伦瑞克分校生物化学和微生物学系教授雅娜布罗姆伯格表示，现有蛋白质的金属结合核心确实都相似，尽管蛋白质本身可能不相似。这些金属结合核心通常由重复的子结构组成，有点像乐高积木。奇怪的是，这些子结构也存在于蛋白质的其他区域，而不仅仅是金属结合核心。观察表明，这些子结构的重排可能有一个或少数共同祖先，并产生了目前可用的全部蛋白质及其功能，亦即人类所知道的生命。

布罗姆伯格说，“我们对生命如何在这个星球上产生信息知之甚少，而我们的工作提供了以前无法获得的解释。这种解释或有助于我们在其他行星和行星体上寻找生命。我们对特定结构构件的发现也可能影响未来合成生物学工作――科学家的目标正是重构出具有特异性的活性蛋白质”。

总编辑圈点

生命起源最初的蛋白质是什么样？科学家一直试图解开这一谜题。人类这种生物，总是喜欢刨根问底，想知道最初的最初，一切是怎么开始。宇宙起源，生命起源，都是复杂而宏大的课题，需要一代代人为之努力，去拼一张不知何时能露出真容的拼图。罗格斯大学研究团队此前尝试找出最早的代谢蛋白，这次他们通过计算，来反推最早的蛋白质折叠大概是什么样子。正如他们所说，找到蛋白质关键结构，或可对未来产生影响，将合成生物学工作推向新的境界。

地球生命究竟是如何起源的，有什么可靠的证据吗？

阿尔文号却在2500米深的海底，发现这里居然生活着密密麻麻的生物，再进一步观测发现，这里竟然有着许多不断向外喷发热量的海底烟囱。在这里，海水沿着缝隙会渗透到地壳内部，而地壳内部的温度非常高，这些海水被加热后又会溶解岩石中的硫化物和金属元素，形成热液顺着烟囱口向上涌。

热泉与海水里的酸碱程度不一，使得这里的海水呈强酸强碱。再加上这里的海水压强非常大，而且热泉口喷发的温度非常高。所以这里的海水又呈高温高压。

在强酸强碱，以及高温高压下，使得这里的水、二氧化碳等物质以超临界状态存在。

一般来说生物难以在这种恶劣的环境中生存，但实际观测发现，这里不仅有许多生物，而且它们都生活得非常好。

科学家们推测，在地球刚形成之初，在海底热泉口附近，高温高压强酸强碱的环境将无机物催化成了有机物，并产生了生命体必需的氨基酸等有机分子。这一点米勒实验也证明了，无机物可以通过一系列方式转化成有机物。

而且，阿尔文号还将海底热泉口附近的岩石采集上岸，经过科学家们研究发现，这些岩石中内部充满了直径100微米左右的小孔，而这个直径刚好是单细胞的大小。这些小孔成为了天然的物理屏障，能够阻止小孔内的有机物自由扩散。

在这些密密麻麻的小孔之中，很容易蓄积起高强度的离子浓度差，这些浓度差可以推动ATP合成酶生产能量，而小孔内的有机物就能够利用这些能量来进行生命活动。

RNA世界假说

我们知道，如果原始生命无法繁衍后代，那么地球生物仍然不会演化成如今的模样，而是依旧在海底热泉口中依附在岩石的小孔之中。

之所以地球生命能呈现地如此多姿多彩，是因为RNA这种物质出现了。现如今很多生物采用DNA作为遗传物质的载体，但是DNA的缺陷是它需要依赖相应的蛋白质配合，然而在海洋之中，DNA和相应的蛋白质能够随机组合在一起的概率非常低，低到几乎不可能。

然而RNA则不需要依赖相应蛋白质，在地球生命形成之初，RNA分子和其他蛋白质分子一样被随机的生产出来，然后又默默地分解，直到有一天，有一些RNA恰巧拥有了自我复制能力，它自己就可以利用周围环境中的有机物来生产后代，这就是最早的生育与遗传。

就这样，地球生命诞生了，而生命的齿轮一旦被推动，将再也无法停止，直到现在，地球生命还没有中断过一次。