В современном мире молекулярный водород (H2) используется в качестве источника энергии только специализированными микроорганизмами в анаэробной (безкислородной) среде. Однако, в начале истории Земли первые микробные метаболизмы почти наверняка зависели от H2. Группа американских ученых определила белок (пептид), который, вероятно, сыграл решающую роль в возникновении жизни на Земле. Этот простой пептид был назван Nickelback. Свое исследование они опубликовали в известном научном журнале Science Advances 10 марта 2023 года. Было установлено, что обратимое биологическое окисление H2 катализируется особыми гидрогеназами - металлоферментами с железо-железными (Fe-Fe), никель-железными (NiFe) или железосодержащими (Fe) активными центрами. Существующие гидрогеназы представляют собой сложные наномашины, состоящие из сотен аминокислот и множества субъединиц, которые и переносят электроны к активному центру Ni-Fe, образуя пептид Nickelback, давший начало жизни на Земле.
Исследователи предполагают, что гидрогеназы NiFe являются предковыми формами жизни, а растворимых ионов никеля и железа было гораздо больше в бескислородных условиях, характерных для океанов архейского и протерозойского периодов. Специальные исследования показали, что короткий пептид может легко образовывать биядерные кластеры Ni-Ni, способные каталитически выделять H2. Такие пептиды достаточно просты и возникают спонтанно на добиотической стадии возникновения жизни, давая начало первым метаболическим реакциям. Поэтому ученые считают, что где-то примерно между 3,5 и 3,8 миллиардами лет назад произошел переломный момент в истории нашей планеты, который и дал толчок переходу от пребиотической химии (молекул, предшествовавших жизни) к живым биологическим системам. «Такие изменения были вызваны несколькими небольшими белками, которые выполняли ключевые этапы древней метаболической реакции» - сообщил биохимик и молекулярный генетик Викас Нанда из Университета Рутгерса в США.
P.S. Однако, следует напомнить, что данное исследование является лишь развитием научных воззрений великого русского и советского ученого Александра Ивановича Опарина – создателя всемирно признанной теории происхождения жизни на Земле, одного из крупнейших биохимиков мира. В середине XX века им были экспериментально получены очень сложные органические вещества при пропускании электрических зарядов через смесь газов и паров, которые гипотетически совпадали с составом древней атмосферы Земли. В качестве живых протоклеток Опарин рассматривал коацерваты - органические структуры, которые были окружены особыми жировыми мембранами. Александр Иванович Опарин родился 18 февраля (2 марта) 1894 года в Угличе Ярославской губернии, умер - 21 апреля 1980 года в Москве. Он академик АН СССР (с 1946; член-корреспондент с 1939), Герой Социалистического Труда (1969), Лауреат Ленинской премии (1974).
Если Вам понравилась наша статья не забывайте ставить лайк (👍 - палец вверх), комментируйте ее и подписывайтесь на наш канал.
Читайте также другие наши статьи: