9
最初の酵素と機能性タンパク質
HYC-1979Lesson 3: Error Threshold and Early Replicative Units
00:00

初期の複製子がエラー閾値に近づくにつれ、RNAにコードされた情報を触媒機能に結びつける新たなクラスの分子が現れました: 短く低特異性のペプチド。これらの最初の機能性タンパク質は、現代の折りたたまれた酵素ではありませんでした。限られた原始的なアミノ酸のセットから構成され、わずかな主鎖と側鎖のグループによって初歩的な触媒ポケットを形成していました。

最初の酵素と機能性タンパク質短く低特異性のペプチド — タンパク質触媒への移行RNA鋳型RNAにコードされた情報低忠実度翻訳プロト酵素M²⁺初歩的な触媒ポケット弱い触媒作用合成の促進複製触媒的閉環凡例:= C= N= H= O= R(側鎖)

何がそれらを機能的にしたのか?

  • 単純な構造:初期のタンパク質は、限られたアミノ酸を使用した短いペプチドまたは小さなタンパク質で構成されていた可能性が高いです。その触媒活性は、原始的なポケットを共に形成するわずかな主鎖と側鎖のグループから生じました。
  • 選択された役割:その可能性が高い機能は、複製サイクルにフィードバックする合成反応—ヌクレオチドの活性化、重合、またはペプチド結合の形成など—を触媒することで複製を支援することでした。
  • 触媒的閉環:超循環的または翻訳共役的な設定では、あるメンバーによってコードされた産物が他のメンバーによる合成または複製を促進し、RNA情報をタンパク質触媒に結びつけることができました。
  • 過渡的触媒:低忠実度の翻訳と複製はペプチドの長さと触媒精度を制限します。より優れた校正機構と翻訳機構が進化する前には、低特異性のプロト酵素のみが維持され得ました。これらのタンパク質は、RNA触媒からタンパク質触媒への移行を表しており、現代の折りたたまれた酵素が突然出現したわけではありません。
例:原始的なポケット
いくつかの疎水性および極性側鎖を持つ短いペプチドは、合成ステップを弱く触媒し、複製にフィードバックする原始的なポケットを形成する可能性があります。そのようなペプチドは正確な酵素ではなく、その活性はわずかでエラーを起こしやすいものですが、エラー閾値下で選択的優位性を提供するには十分でした。