Как эволюция белков создаёт новые функции
Учёные из Уппсальского университета исследовали молекулярные детали эволюции взаимодействия двух белков — CBP/p300 и NCOA. Эти белки являются коактиваторами транскрипции, то есть помогают процессу считывания информации с ДНК на матричную РНК (mRNA).
В предыдущей работе команда реконструировала эти белки из вымерших организмов:
- ~600 млн лет назад: предок большинства современных животных.
- ~440 млн лет назад: предок современных рыб.
В новом исследовании учёные использовали ядерный магнитный резонанс (NMR), чтобы детально сравнить взаимодействие древних белков с их современными человеческими аналогами.
Ключевой вывод: самые древние белки взаимодействуют слабее. Это обусловлено сочетанием различий в структуре (форма белка) и динамике (характер движений) по сравнению с более молодыми вариантами.
Предполагаемый эволюционный сценарий:
- Мутация в одном из белков около 600 млн лет назад привела к слабому взаимодействию, которое немного улучшило транскрипцию.
- Последующие мутации постепенно оптимизировали структуру и динамику белков, укрепляя их взаимодействие и закрепляя новую функцию.
Исследование показывает, как несколько факторов совместно формируют пластичное белок-белковое взаимодействие в ходе эволюции.