Фермент в человеческих клетках, вероятно, эволюционировал от древних одноклеточных

Исследователи из Университета Умео обнаружили, что фермент в человеческих клетках, вероятно, произошёл от древнего одноклеточного организма — археи. Уникальные свойства этого фермента позволяют использовать его как «строительный блок» для дизайна новых ферментов, например, для переработки древесного сырья. Открытие опубликовано в Science Advances.

Жизнь на Земле делится на три группы: бактерии, археи и эукариоты (к последним относятся люди). Согласно одной из теорий, мы эволюционировали от архей, которые, в свою очередь, могли произойти от бактерий.

Учёные нашли явные следы археи типа odinarchaeota в человеческом ферменте AK6, который находится в ядре клетки и участвует в энергетическом метаболизме, стабилизации генома и запрограммированной гибели клеток.

«Это открытие добавляет небольшой фрагмент к пониманию того, как человеческие клетки эволюционировали от более примитивных предшественников», — говорит профессор Магнус Вольф-Вац.

Уникальные особенности odinarchaeota

Фермент odinarchaeota обладает ценным свойством по сравнению с человеческим AK6. Если AK6 распознаёт и использует только одну специфическую молекулу в ходе реакции, то фермент археи может работать с широким спектром молекул.

«Мы раскрыли молекулярный механизм этой широкой специфичности, — поясняет профессор Элизабет Сауэр-Эрикссон. — Секрет в том, что фермент odinarchaeota использует аминокислоту глутамин, чьи уникальные химические свойства реализуются в ферменте полностью. Универсальное распознавание разных молекул происходит с помощью короткой петли в структуре фермента. Эту петлю можно использовать как деталь Lego при конструировании новых ферментов».

Дизайн ферментов — перспективное направление для «зелёной» химии, например, для переработки древесного сырья, что является сильной исследовательской областью в Университете Умео.