Структурная динамика белков лежит в основе их эволюции и адаптивности

Исследователи из Института молекулярной биологии и биотехнологии (FORTH-IMBB) изучили, как природа использует общий репертуар укладок белков для дифференциации их специфичности и функций. Результаты работы опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Белки отвечают почти за все процессы в клетках, а их нарушение — молекулярная причина болезней. Активность этих биомолекул зависит от способности изменять свою форму или структуру во времени. Эти изменения, называемые структурной динамикой, тонко регулируются взаимодействием с малыми молекулами или другими биополимерами.

Исследование показало, что структурная динамика была необходима белкам для адаптации к непрерывно меняющейся химической среде на протяжении последних 3.5 миллиардов лет.

Учёные провели структурный, эволюционный и биофизический анализ около 600 современных белков, имеющих консервативное и древнее структурное ядро, встречающееся во всём древе жизни. Модификации этого ядра позволили развить различную структурную динамику, что диверсифицировало его эволюционную судьбу и привело к появлению белков, выполняющих функции сигнальных молекул, факторов транскрипции, ферментов или участвующих в транспорте.

Эти выводы, вероятно, применимы к большому числу белковых структур.