Международная группа учёных определила самый ранний из известных примеров аэробного обмена веществ. 

Открытие, возможно, подскажет, когда и почему на Земле началось использование кислорода в качестве топлива для жизни. 

Поскольку машину времени пока не изобрели, эволюционный биоинформатик Густаво Каэтано-Анольес из Университета штата Иллинойс (США) вместе с коллегами из Китая и Южной Кореи проштудировал опубликованные геномы всех групп организмов, кроме вирусов. Внимание исследователей было сконцентрировано на так называемых доменах — функциональных участках полипептидной цепи белка. Домены различаются уже по самой форме (примерно так же, как викторианский дом отличается от позднеготического особняка эпохи Тюдоров), что облегчает их классификацию. 

С течением времени белки теряют и приобретают домены — играются с ними, как с деталями конструктора «ЛЕГО», отмечает г-н Каэтано-Анольес. Такая перетасовка скрывает эволюционное происхождение домена. Поэтому его группа анализировала только белки с одним доменом, кодирующим одну функцию. При этом исследователей интересовали лишь функции, вовлечённые в аэробный метаболизм. 

В результате удалось создать своего рода молекулярные часы — эволюционную последовательность однодоменных белков, которую затем привязали к геологической шкале и получили примерные даты для возникновения определённых доменов. 

Исследователи обнаружили, что самым древним аэробным процессом следует считать производство пиридоксали — активной формы витамина В6. Эта реакция появилась около 2,9 млрд лет назад вместе с производящим кислород ферментом под названием марганцевая каталаза. Последний обезвреживает перекись водорода, расчленяя её на воду и кислород. Вероятно, древние организмы получили кислород, необходимый для производства витамина В6, как раз из этого распада перекиси водорода. Авторы утверждают, что в те времена перекиси водорода было предостаточно в связи с обработкой ледников ультрафиолетовым излучением. 

Комментаторам работа показалась убедительной, но некоторые из них скептически отнеслись к производству перекиси водорода ледниками. Биогеохимик Тимоти Лайонс из Калифорнийского университета в Риверсайде (США) отмечает недостаток прямых доказательств роста концентрации этого вещества в то время. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Structure. 

Подготовлено по материалам ScienceNOW.

Текст: Дмитрий Целиков

Послушать эту новость