科学家发现最古老的酶 为生命起源提供了新证据

2006年12月14日14:50 中国新闻网

利用结晶法研究了粗糟脉孢菌RNA依赖RNA聚合酶的三维结构后，英国与芬兰的研究人员发现，RNA依赖RNA聚合酶是地球上最古老的酶之一。这个能够繁殖没有DNA片段的RNA分子蛋白质，是“RNA世界”时代的残遗物，是最古老生物拥有的第一类功能蛋白质，早期生物的所有功能都是靠这种蛋白质完成的。该科研成果发表在近期的《科学公共图书馆—生物学》杂志上。

RNA聚合酶是所有活生物拥有的最重要的酶之一，具有传递遗传信息的功能。它有两种形式，即DNA依赖和RNA依赖。RNA依赖RNA聚合酶是以RNA为模板合成的，它们既存在于一些病毒中，也存在于一些高级生物中。病毒利用这种酶复制自己的遗传物质，但在高级生物中，这种酶的作用就大不一样了，它们可繁殖出参与RNA干扰系统中的RNA分子。

科研人员将粗糟脉孢菌的RNA依赖RNA聚合酶三维结构与其他已知的RNA依赖RNA聚合酶进行比较后发现，这些酶的三维结构惊人的相似，蛋白质的来源也几乎相同；此外，这种酶与病毒中的RNA依赖RNA聚合酶的来源则完全不一样。

第一个RNA聚合酶可能是在“RNA世界”时代出现的。按照现代理论，地球上最早的生命开始于RNA分子的繁殖。最早的活生物是RNA生物，没有蛋白质和DNA，RNA分子具有保留遗传信息的功能，也执行着其他蛋白质现在完成的功能。RNA生物在获得了合成多肽的能力后，RNA聚合酶的功能就逐渐从RNA转向蛋白质，其中的一种蛋白质就是RNA依赖RNA聚合酶，它保证了这些生物有效繁殖。

研究人员认为，最早的RNA依赖RNA聚合酶应该是他们研究的蛋白质最简单的一种结构。这个最古老的酶包含一个DPBB结构域。后来，由于复制转变了两个DPBB结构。刚开始它们是一样，以后出现了一些差别，其功能也随即不同。这意味着在这个阶段进化方向发生了分离：有些RNA聚合酶变成了RNA依赖，而其他的则变成了DNA依赖，也就是拥有了在DNA基础上合成RNA的能力。

研究人员认为，他们的发现对生命起源学说提供了一个新证据：最古老的非病毒RNA依赖RNA聚合酶不是在最原始的生命中保留了下来，而是在比较高级的真核细胞生物中保留下来，并在这一过程中改变了其功能———在RNA世界它负责复制遗传信息，而在真核细胞中则作为RNA干扰系统的一部分保留了下来。(来源：科技日报；记者：董映璧)