loader
Срочные новости раздела
Ученые выяснили происхождение гемоглобина

Ученые выяснили происхождение гемоглобина

РИА Новости. Используя статистические и биохимические методы для реконструкции и экспериментальной характеристики древних белков, ученые смогли восстановить мутации, которые привели к появлению 400 миллионов лет гемоглобина.

Кровь © Pixabay

В большинстве биологических процессов участвуют комплексы из нескольких белков, совместно выполняющих ту или иную функцию. При этом часто на основе таких комплексов возникают сложные белковые соединения, такие как гемоглобин, отвечающий в организме за перенос кислорода между органами.

Каждая молекула гемоглобина представляет собой сложный белковый комплекс, состоящий из четырех субъединиц. При этом сами белки этих субъединиц перекрестно между собой никогда не соединяются. Как им удалось собраться вчетвером, для биологов долго оставалось загадкой.

Американские биологи Техасского университета A&M, Университета Небраски-Линкольна и Медицинского центра Чикагского университета вместе с их британскими коллегами из Оксфордского университета разработали ретроспективный метод восстановления белковых последовательностей, с помощью которого они определили «недостающее звено», благодаря которому гемоглобин развился из простых предшественников.

К своему удивлению ученые обнаружили, что достаточно было всего двух мутаций белков, произошедших примерно 400 миллионов лет назад, чтобы появился четырехкомпонентный комплекс гемоглобина с его функцией связывания кислорода.

«Мы были поражены, когда увидели, что такой простой механизм может придать соединению такие сложные свойства, — приводятся в пресс-релизе слова руководителя исследования, профессора Чикагского университета Джозефа Торнтона (Joseph Thornton). — Это говорит о том, что скачки в сложности могут происходить внезапно и даже случайно во время эволюции, создавая новые молекулярные объекты, которые в конечном итоге становятся необходимыми».

Гемоглобин стал первым соединением, на примере которого Торнтон и коллеги апробировали новый метод восстановления эволюции сложные молекулы на протяжении биологической истории.

«Структура и функция гемоглобина изучены больше, чем у любой другой молекулы, — объясняет выбор объекта исследования первый автор статьи, аспирант кафедры экологии и эволюции Арвинд Пиллаи (Arvind Pillai). — Но ничего не было известно о том, как он возник во время эволюции. Это отличная модель, потому что компоненты гемоглобина являются частью большого семейства белков, в котором самые близкие родственники не образуют комплексы, а функционируют в изоляции».

Анализ атомных структур древних белков показал, как эволюция использовала преимущества четырехкомпонентного комплекса перед двухкомпонентным для закрепления случайных мутаций на поверхности белка, которые позволили ему плотно связываться с другим белком, не изменяя его.

Возможно, самым удивительным результатом этих мутаций, отмечают ученые, было то, что они вызвали критические изменения в функционале комплекса, позволив ему связывать молекулы кислорода.

При этом сродство гемоглобина к кислороду достаточно высоко, чтобы захватывать его в легких, но недостаточно, чтобы удерживать в других тканях. Этим и обусловлена уникальная способность гемоглобина разносить кислород из легких по всему организму. Двухкомпонентные предшественники гемоглобина слишком сильно связывали кислород и не могли эффективно выполнять функцию подобного обмена.

Статья опубликована в журнале Nature Источник: РИА Новости

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Обнаруженная на юге Англии окаменелость зафиксировала палеобиологическое событие, которое произошло порядка 200 миллионов лет назад, и стала уникальной иллюстрацией того, как безрассудно и жестоко
подробнее...

Используя микроскопически точные технологии 3D-печати и звуковые волны в качестве пинцета, ученые из Стэнфордского университета (США) и Венского технического университета (TU Wien, Австрия) создали
подробнее...

Многобугорчатые, или мультитуберкуляты, – это отряд вымерших растительноядных млекопитающих, которые появились в середине юрского периода и на 25 миллионов лет пережили динозавров. Они были довольно
подробнее...

На территории Канады и США были замечены особи азиатского вида шершней Vespa mandarinia, самого крупного среди всех шершней. Если такой шершень жалит человека, тот испытывает сильную боль, но особенно
подробнее...

Сотрудники лаборатории макроэкологии и биогеографии беспозвоночных СПбГУ на основе ранее опубликованных данных и собственных исследований дали оценку видовому разнообразию пресноводных моллюсков
подробнее...

Группа астрономов из Европейской южной обсерватории (ESO) и других институтов открыла черную дыру всего в тысяче световых лет от Земли. Эта черная дыра ближе к Солнечной системе, чем все остальные,
подробнее...

Ученые из Полевого музея Чикаго (США) изучили окаменелости раннего ихтиозавра Cartorhynchus lenticarpus и выяснили, что у этого морского ящера глубоко в челюсти были круглые зубы. Этими зубами морская
подробнее...

Исследователи Санкт-Петербургского государственного университета расшифровали геном Intoshia variabili — самого маленького представителя паразитов из группы ортонектид. Оказалось, на данный момент его
подробнее...

Международная команда ученых изучила снимки поверхности астероида Рюгу, сделанные японским зондом Hayabusa-2, и выяснила, что это небесное тело столкнулось с периодом сильного солнечного нагрева.
подробнее...

РИА Новости. Американские и британские ученые составили интерактивную карту мира, на которую нанесли максимальные для каждого региона комбинации температур и влажности — показатель, который лучше
подробнее...

Ученые из Сиднейского университета  выявили ген, обеспечивающий капским медоносным пчелам способность размножаться без оплодотворения.
подробнее...

В последние годы ученые обнаруживают все больше гигантских вирусов, которые по своим размерам превышают более 300 нанометров, обладают геномом длиннее 200 тысяч пар оснований, вирионами свыше 0,2
подробнее...

Ученые исследуют устройство шестиугольника Сатурна — удивительной волновой структуры, которая окружает полярную область планеты и имеет четкую геометрическую форму, —  пишет eurekalert.org.
подробнее...

Серия экспериментов на черепах азиатских крокодилов гавиалов показала, что все существующие представления о типично «женских» и «мужских» чертах анатомии динозавров могут быть ошибочными.
подробнее...

Международная группа исследователей, изучавшая генетическое разнообразие жителей Перу, заявила о том, что им удалось обнаружить самый сильный генетический фактор, оказывающий влияние на рост.
подробнее...

Российские ученые нашли новые свидетельства того, что космические нейтрино высоких энергий появляются вблизи сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. Об этом пишет пресс-служба МФТИ со ссылкой на
подробнее...

Российские палеонтологи описали первого найденного в европейской части России гигантского динозавра из группы завропод. Окаменевшие позвонки этого родственника диплодоков ученые нашли в подмосковном
подробнее...

Руководитель лаборатории оптики спина СПбГУ профессор Алексей Кавокин стал первым за всю историю российским ученым, удостоенным премии Quantum Devices Award. Эту награду вручают за новаторский вклад в
подробнее...