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最早的酶与具有功能的活性蛋白质
HYC-1979Lesson 3: Error Threshold and Early Replicative Units
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当早期复制体接近误差阈值时,一类全新的分子出现了,它们能够将 RNA 编码的信息与催化功能联系起来: 短小的低特异性肽。这些最早的具有功能的活性蛋白质并非现代具有折叠结构的酶。它们由有限的前生命时期氨基酸"字母表"构成,仅依靠少数主链和侧链基团形成一个原始的催化口袋。

最早的酶与具有功能的活性蛋白质短小的低特异性肽——迈向蛋白质催化的过渡RNA 模板RNA 编码的信息低保真度翻译原初酶M²⁺原始催化口袋弱催化增强合成复制催化闭合图例:= C= N= H= O= R(侧链)

是什么让它们具有功能活性?

  • 简单的结构:早期蛋白质可能由短肽或小分子蛋白质构成,仅使用有限的氨基酸集合。它们的催化活性源于少数主链和侧链基团共同形成的原始口袋。
  • 被选择的功能:它们可能的功能是通过催化合成反应——如核苷酸活化、聚合或肽键形成——来支持复制,并反作用于复制循环。
  • 催化闭合:在超循环或翻译偶联的环境中,由一个成员编码的产物可以增强其他成员的合成或复制,从而将 RNA 信息与蛋白质催化联系起来。
  • 过渡性催化剂:低保真度的翻译和复制限制了肽的长度和催化精度。在更好的校对和翻译机制进化出现之前,只有低特异性的原初酶能够被维持。这些蛋白质代表着从 RNA 催化向蛋白质催化的过渡——而非现代折叠酶的突然出现。
示例:原始口袋
一条带有少数疏水性和极性侧链的短肽可以形成一个原始口袋,弱催化某一合成步骤,并反作用于复制。这样的肽并非精密的酶;其活性微弱且容易出错,但足以在误差阈值下提供选择优势。