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

Анализ окаменевших яиц протоцератопсов, трехрогих травоядных ящеров, которые обитали более 70 млн лет назад на территории современной Монголии, показал, что их скорлупа была мягкой, подобно оболочке
подробнее...

Немецкий зоолог Марк Шерц ( Mark Scherz ), работающий в Университете Констанца и Баварской государственной зоологической коллекции,  описал неизвестный ранее вид лягушек , обитающий на севере острова
подробнее...

В 2018 году астрономы зафиксировали рентгеновский сигнал от черной дыры, расположенной в центре галактики RE J1034 + 396, – второй раз спустя несколько лет. «Сердцебиение» черной дыры было впервые
подробнее...

У одного из коричневых карликов в скоплении Плеяды астрономы обнаружили партнера — коричневого карлика поменьше, совершающего полный оборот вокруг него всего за 70 дней.
подробнее...

Хорошо сохранившиеся окаменелости хвойных растений,  найденные на юге Аргентины , дали ученым новые аргументы в споре о том, где возник и как распространялся род современных хвойных деревьев.
подробнее...

Моноклональные антитела считаются наиболее перспективным средством против раковых опухолей. Получение таких антител — одна из самых важных задач современной биотехнологии. Ученые из Новой Зеландии
подробнее...

Британские и румынские биологи успешно защитили несколько десятков добровольцев от повторного появления рассеянного склероза с помощью круглых червей-паразитов. Ученые надеются, что подобный эффект
подробнее...

С тех пор как зонд New Horizons посетил Плутон, мы узнали немало нового об этой далекой и почти неразличимой с Земли карликовой планете. Пожалуй, главным сюрпризом стали многочисленные свидетельства
подробнее...

Палеонтологи на основании свежих находок по-новому описали внешний вид древней рыбы Tanyrhinichthys mcallisteri, которая была известна науке уже более тридцати лет. Раньше эту рыбу считали похожей на
подробнее...

Один из детекторов Большого адронного коллайдера обнаружил новую частицу, состоящую из четырех очарованных кварков. Физики полагают, что это первый представитель неописанного класса частиц.
подробнее...

РИА Новости. Группа исследователей обнаружила в Японии, как утверждается, самое маленькое в мире окаменелое яйцо динозавра, говорится в опубликованном во вторник пресс-релизе японского университета
подробнее...

Детекторы гравитационных волн LIGO и Virgo зарегистрировали новый сигнал, указывающий на далекое слияние черной дыры с… объектом неясной природы. До сих пор эти инструменты замечали слияния пар черных
подробнее...

В ходе наблюдений с Очень Большим Телескопом Европейской южной обсерватории (VLT) астрономы обнаружили пропажу неустойчивой массивной звезды в карликовой галактике. Ученые думают, что блеск звезды мог
подробнее...

Среди важнейших задач, которые стремятся решить медики, — предотвращение выкидышей, исключение мертворождаемости и избежание других сопутствующих беременности осложнений, включая преждевременные роды.
подробнее...

У красного карлика в созвездии Микроскопа астрономы обнаружили новорожденную планету, похожую по своим размерам и свойствам на Нептун. Это первая известная планета такого рода в ближайших окрестностях
подробнее...

Палеонтологи  обнаружили  поразительное сходство между окаменевшими костями гигантских пингвинов, которые жили 62 миллиона лет назад в Новой Зеландии, и таковыми у плотоптерид (Plotopteridae) —
подробнее...

Китайские палеонтологи узнали, как выглядели насекомые времен динозавров возрастом около 99 млн лет. Для этого они просветили электронным микроскопом три десятка кусочков янтаря времен мелового
подробнее...

На севере Ботсваны (государство на юге Африканского континента) разворачивается природоохранная катастрофа. За последние два месяца там погибли 350 слонов. Причину ученые пока что установить не
подробнее...