古老的RNA是怎样进行催化作用的

RNA分子

蛋白质是复杂生命的重要成分之一,它们承担着复杂的催化任务,让机体正常代谢。但很久以前,行使这项功能的却是核糖核酸(RNA)。现在,美国西北大学的科学家们为我们展示,这两种古老的大分子是怎样在原子级别上产生互动的。这是RNA主导的旧世界和蛋白质酶主导的新世界之间的过渡,这一过程十分罕见。11月14日的《自然》(Nature)杂志对此进行了报道。

科学家们在原子层面上展示了RNA酶P是怎样识别、结合以及切割转运RNA(tRNA)的。他们使用高强度X射线拍摄下了这两种RNA形成的晶体,并获得了RNA酶以及它的底物的图片。

西北大学分子生物学教授A. Mondragón 说:“RNA是一种古老而复杂的分子,我们拍下的晶体结构显示,它的性质并不落后于时代。作为一种催化剂,RNA的多功能性和复杂性堪比现在的蛋白质。”

从古到今,RNA酶P几乎出现在所有生命中,它的作用是切割修饰tRNA。

Mondragón说:“我们以前只了解RNA可以作为生命过程的催化剂,却不知道是如何进行的。现在我们了解了RNA的运作细节。”

RNA酶P由一个大型的核心RNA和一个小分子蛋白质组成,表示了RNA世界与蛋白质世界的演化过渡。蛋白质在这里帮助识别底物——tRNA,但RNA核心在识别过程中也起到了形态互补和配对作用。

一旦RNA酶P识别了tRNA,就会停下来并被一个金属离子捕获,断开一个化学键,使tRNA转变成熟的、能参与生命活动的物质。RNA酶就是这样在细胞里一次又一次地运作着。

Mondragón总结道:“30年前人们发现RNA分子有催化作用,于是科学家们猜想RNA可能是最古老的生物大分子。我们的研究支持了这一假说,认为在生命初期,RNA酶占有主导作用。”


来源:化石网/faywater





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