蛋白质问题：研究人员挑战进化生物化学的基本假设

生命是如何起源的？古老的蛋白质可能蕴含着重要的线索。地球上的每个生物体都是由蛋白质组成的。尽管现在所有的生物，甚至是单细胞生物，都有复杂的蛋白质结构，但情况并非总是如此。

多年来，进化生物化学家一直认为，大多数古老的蛋白质都来自一个简单的特征，称为基序。然而，新的研究表明，如果没有周围的蛋白质，这个基序并不像看起来那么重要。这项研究发表在《分子生物学与进化》杂志上。

国际研究团队由佐治亚理工学院化学与生物化学学院和佐治亚研究联盟Vasser Woolley分子设计主席Lynn Kamerlin教授和日本东京科学院地球生命科学研究所特别任命的副教授Liam Longo领导。Kamerlin说：“这可能是一种被侵蚀的分子化石，其真实性质在数十亿年的进化过程中被掩盖了。”。“这项工作彻底重塑了我们对蛋白质的看法。这就像试图玩蛋白质危险游戏！现在我们需要重新思考最初的问题是什么。”

不难理解为什么这个假设在这么长时间内都是错误的。这个图案与磷元素有关，磷是生命的关键元素之一。许多最早的蛋白质与含磷化合物结合。虽然这些早期蛋白质具有不同的结构，但它们经常共享相同的基序。“多年来，研究人员认为这意味着今天的复杂蛋白质来自基序本身——这种微小的蛋白质产生了整个家族，”Longo说。

为了发现蛋白质的起源，研究人员仔细研究了蛋白质晶体结构的现有数据。然后，他们通过计算识别并表征了相关蛋白质。尽管他们在建模中识别出一些蛋白质的相似结构，但基序并不完全相同。他们发现，许多不同类型的磷酸盐结合蛋白都是可能的。认为这个主题本身具有某种特殊性的想法是错误的。Kamerlin说：“我们并不假设眼睛会产生头部，尽管几乎所有的头部都有眼睛；这是因为视觉涉及到相互关联的系统。”。“我们的早期肽也有类似的例子。只有嵌入更大的系统中才能使其发光。”

研究人员在水和甲醇环境中测试了这项工作。甲醇模拟了地球上可能水资源较少的环境。研究人员在这种甲醇环境中发现了类似的蛋白质基序，证明了著名的基序不是独一无二的，而是具有相似性质的许多可能基序之一。被认为是早期生命基石的东西可能只是一块化石碎片，而不是完整的图景。

Kamerlin和Longo的工作不仅帮助他们的领域确定了生命是如何开始的，而且还推动了生物技术的进步。更好地了解天然蛋白质是如何进化的，将有助于其他研究人员创造人造蛋白质，从药物输送到新疫苗。

这项工作远未完成。既然研究人员知道这种蛋白质基序是许多可能的选择之一，那么问题就变成了：这种基序何时成为主导，生命还能是什么样子？这些问题将有助于科学界做出有益于每个人的发现。p