Группа исследователей из Университета Умео обнаружила, что фермент в клетках человека, вероятно, произошел от древнего одноклеточного организма. Уникальные свойства фермента означают, что он может быть использован в качестве строительного блока при разработке новых ферментов, например, при переработке древесного сырья. Открытия представлены в журнале Science Advances.

Жизнь на Земле делится на три группы организмов: бактерии, археи и эукариоты, причем люди принадлежат к последней группе, эукариотам. Одна из теорий заключается в том, что мы произошли от архей, которые, в свою очередь, возможно, произошли от бактерий.

Теперь группа исследователей с химического факультета Университета Умео обнаружила явные следы археи (odinarchaeota) в ферменте, обнаруженном в ядре клеток человека. Человеческий фермент называется AK6 и выполняет множество функций, таких как энергетический метаболизм, стабилизация генома и запрограммированная гибель клеток.

"Это открытие добавляет небольшой кусочек головоломки к пониманию того, как человеческие клетки эволюционировали от более примитивных предшественников. Выбор времени интересен, учитывая, что Нобелевская премия по физиологии и медицине была присуждена за великое открытие, что в нашем генетическом материале, людях, много неандертальской ДНК", - говорит Магнус Вольф-Ватц, профессор химического факультета.

Уникальные особенности одинархеоты

Примитивный предшественник odinarchaeota обладает уникальной и ценной особенностью по сравнению с человеческим ферментом AK6. В то время как AK6 может распознавать и использовать только одну конкретную молекулу при катализе химической реакции, фермент из odinarchaeota может использовать широкий спектр молекул.

"В ходе исследования мы обнаружили молекулярный механизм этого широкого спектра", - говорит Элизабет Зауэр-Эрикссон, профессор химического факультета.

"Хитрость заключается в том, что фермент из odinarchaeota использует аминокислоту глютамин, которая обладает уникальными химическими свойствами, которые используются в ферменте в полной мере. Общее и широкое распознавание различных молекул происходит с помощью короткой петлевой последовательности в ферменте, и эта петля может быть использована в качестве элемента Lego при разработке новых ферментов ".

Область разработки ферментов направлена на разработку ферментов, которые могут быть использованы, например, в зеленой химии. Примером этого является переработка древесного сырья, которая является сильной исследовательской областью в Университете Умео.