20230316 Thứ năm
Giải quyết bí ẩn của các axit amin thuận tay trái trong các phản ứng RNA nguyên thủy
548_698
Các protein tạo nên sự sống trên trái đất được tổng hợp trên ribosome và độc quyền bao gồm các axit amin bằng tay trái hoặc trái Một RNA minihelix nguyên thủy cho thấy sự ưu tiên đối với axit L-amino so với axit d-amino trong quá trình aminoacyl hóa của nó, đây là một phản ứng chính xác định sự lựa chọn chirus của các axit amin trong sự tiến hóa của sự sống Tuy nhiên, cơ chế thúc đẩy sự chọn lọc của Chirus như vậy trong RNA vẫn là một bí ẩn Trong một nghiên cứu mới, hai nhà nghiên cứu từ Đại tỷ lệ kèo nhà cái net Khoa tỷ lệ kèo nhà cái net Tokyo đã sử dụng các mô phỏng dựa trên cơ tỷ lệ kèo nhà cái net lượng tử/cơ tỷ lệ kèo nhà cái net phân tử để giải mã nguồn gốc vật lý của quá trình hóa tỷ lệ kèo nhà cái net chọn lọc trong RNA nguyên thủy
Trong khi con người có ý thích thẩm mỹ đối với sự đối xứng trong mọi thứ, thiên nhiên thích các hình thức không đối xứng, một tay khi nói đến axit amin, các khối protein xây dựng, và, bằng cách mở rộng, tất cả mọi thứ đều sinh tỷ lệ kèo nhà cái net
Nhưng thuật ngữ axit amin thuận tay trái có nghĩa là gì & nhiệm vụ; Axit amin là các phân tử hữu cơ với các nguyên tử carbon tạo thành bộ xương trung tâm của chúng Chúng thường chứa một carbon chirus, tức là, một carbon gắn với bốn nhóm chức khác nhau Điều này làm cho các axit amin các phân tử chirus hoạt động quang tỷ lệ kèo nhà cái net với các cấu trúc là hình ảnh phản chiếu của nhau và không thể vượt trội, giống như bàn tay trái và phải của chúng ta (Hình 1) Dựa trên cách các phân tử này tương tác và điều khiển hướng ánh sáng, chúng được chia thành loại L (tay trái) và loại D (thuận tay phải) Điều hấp dẫn là tất cả các protein được tạo ra bởi tự nhiên được tạo thành từ các chuỗi axit amin loại L Hiện tượng này được gọi là tính đồng nhất về sinh tỷ lệ kèo nhà cái net hoặc axit amin, và nguồn gốc tiến hóa và cơ chế cơ bản của nó là một câu đố khoa tỷ lệ kèo nhà cái net lâu dài
Để giải câu đố này, điều quan trọng là phải hiểu tính chọn lọc của chirus được thấy trong các phản ứng nhất định trong các minihelices RNA nguyên thủy (Hình 2, trên) Vì vậy, Phó Giáo sư Tadashi Ando và Giáo sư Koji Tamura từ Đại tỷ lệ kèo nhà cái net Khoa tỷ lệ kèo nhà cái net Tokyo (TUS) đã điều tra các cơ chế có thể đằng sau những phản ứng này và tính chọn lọc của họ Nghiên cứu của họ được công bố trongcuộc sốngMô phỏng máy tính đã sử dụng (Hình 2, thấp hơn) để làm rõ lý do tại sao axit amin L-alanine được ưa thích hơn D-alanine trong các phản ứng aminoacylation RNA nguyên thủy, mà không có bất kỳ ribozyme hoặc enzyme nào Phản ứng aminoacylation là các phản ứng quan trọng về mặt sinh tỷ lệ kèo nhà cái net liên quan đến việc gắn axit amin vào tRNA trong quá trình dịch"Nhiều nghiên cứu trước đây cho rằng tính chọn lọc của chirus trong aminoacylation có thể được gây ra bởi cuộc đụng độ không gian của chuỗi bên axit amin trong ràng buộc của cấu trúc xoắn ốc kép Tuy nhiên, điều này chưa được giải thích đầy đủ"đã nêu Tiến sĩ Ando trong khi làm nổi bật thực tế rằng3698_3861
Quan sát trực tiếp các phản ứng chọn lọc của chirus trong RNA thông qua thử nghiệm là khá thách thức Vì vậy, nhóm đã áp dụng chiến lược mô phỏng động lực phân tử (MD) kết hợp sức mạnh của các tính toán cơ tỷ lệ kèo nhà cái net lượng tử (QM) dựa trên phương trình của Schrödinger với các tính toán cơ chế phân tử (MM) dựa trên cơ chế cổ điển của Newton Nhóm nghiên cứu đã sử dụng phương pháp MD dựa trên QM/MM thay vì các phương pháp MD thông thường vì trước đây có thể cung cấp các hình ảnh cấu trúc cấp nguyên tử ở các giai đoạn khác nhau trong phản ứng hóa tỷ lệ kèo nhà cái net, bao gồm cả những người liên quan đến liên kết và hình thành, không giống như sau này
Sau khi được trang bị chiến lược QM/mM mạnh mẽ, nhóm đã thực hiện mô phỏng các phản ứng aminoacylation L- và D-alanine trên RNA được mô hình hóa Một phân tích hồ sơ năng lượng tự do cho thấy hàng rào năng lượng cho phản ứng L-alanine thấp hơn 9 kcal/mol so với phản ứng D-alanine (Hình 2, thấp hơn) Các cơ chế mô hình cũng cho thấy trong khi ở trạng thái chuyển tiếp-IE, một cấu hình phân tử tồn tại trong thời gian ngắn trong đó năng lượng phản ứng là axit amin tối đa L có độ ổn định tĩnh điện hơn nhiều so với đối tác loại D của nó, do sự sắp xếp hình tỷ lệ kèo nhà cái net của các nhóm chức năng trong cấu trúc của nó Quan sát này đã cung cấp một lý do chính đáng cho xu hướng không giải thích được trước đây về aminoacyl hóa có chọn lọc các axit L-amino trong RNA Minihelices
Những hiểu biết được trình bày trong bài báo đã mang lại cho chúng ta một bước gần hơn để hiểu các cơ chế thúc đẩy tính đồng nhất của axit amin, là một bước thiết yếu để giải mã nguồn gốc hóa tỷ lệ kèo nhà cái net của sự sống Nhóm nghiên cứu tin rằng ngoài việc làm sáng tỏ sự bí ẩn này, việc sử dụng chính xác các tính toán QM/MM được nêu bật trong nghiên cứu sẽ khuyến khích nhiều nhà nghiên cứu sử dụng các kỹ thuật này để nghiên cứu cơ bản và dựa trên ứng dụngKết luận Tiến sĩ Ando
Các nhà nghiên cứu tại TUS đang mở khóa ưu tiên phổ quát một phản ứng tại một thời điểm & excl
tham chiếu
| Tiêu đề của giấy gốc | : | |
| Tạp chí | : | cuộc sống |
| doi | : | 103390/Life13030722 |
Hình 1
Chú thích hình ảnh: Các protein xuất hiện tự nhiên là độc quyền thuận tay trái; Các nhà nghiên cứu TUS tìm hiểu lý do tại sao
Tiêu đề hình ảnh: Axit amin là các phân tử chirus, tức là, chúng có thể được thuận tay trái hoặc thuận tay phải Tuy nhiên, chỉ có axit L-amino xảy ra trong tự nhiên
Tín dụng hình ảnh: Tadashi Ando từ TUS
Giấy phép hình ảnh: Nội dung gốc
Hình 2
8104_8238
Tiêu đề hình ảnh: Các nhà nghiên cứu TUS mô phỏng aminoacylation, một phản ứng xảy ra trong RNA, để hiểu tại sao chỉ có một số axit amin nhất định xảy ra độc quyền trong tự nhiên
Tín dụng hình ảnh: Tadashi Ando từ TUS
Giấy phép hình ảnh: Nội dung gốc
Về Đại tỷ lệ kèo nhà cái net Khoa tỷ lệ kèo nhà cái net Tokyo
tỷ lệ kèo góc nhà cái góc nhà cái góc nhà cái Đại tỷ lệ kèo nhà cái net Khoa(TUS) là một trường đại tỷ lệ kèo nhà cái net nổi tiếng và được kính trọng, và là trường đại tỷ lệ kèo nhà cái net nghiên cứu tư nhân chuyên khoa khoa tỷ lệ kèo nhà cái net lớn nhất ở Nhật Bản, với bốn cơ sở ở trung tâm Tokyo và vùng ngoại ô của nó và ở Hokkaido Được thành lập vào năm 1881, trường đại tỷ lệ kèo nhà cái net đã liên tục đóng góp cho sự phát triển của Nhật Bản trong khoa tỷ lệ kèo nhà cái net thông qua việc khắc sâu tình yêu đối với khoa tỷ lệ kèo nhà cái net trong các nhà nghiên cứu, kỹ thuật viên và nhà giáo dục
Với sứ mệnh "tạo ra khoa tỷ lệ kèo nhà cái net và công nghệ cho sự phát triển hài hòa của tự nhiên, con người và xã hội", TUS đã thực hiện một loạt các nghiên cứu từ khoa tỷ lệ kèo nhà cái net cơ bản đến khoa tỷ lệ kèo nhà cái net ứng dụng TUS đã chấp nhận một cách tiếp cận đa ngành để nghiên cứu và thực hiện nghiên cứu chuyên sâu trong một số lĩnh vực quan trọng nhất hiện nay TUS là một công đức nơi tốt nhất trong khoa tỷ lệ kèo nhà cái net được công nhận và chăm sóc Đây là trường đại tỷ lệ kèo nhà cái net tư duy nhất ở Nhật Bản đã sản xuất một người chiến thắng giải thưởng Nobel và là trường đại tỷ lệ kèo nhà cái net tư duy nhất ở châu Á sản xuất những người chiến thắng giải thưởng Nobel trong lĩnh vực Khoa tỷ lệ kèo nhà cái net Tự nhiên
■
Đại tỷ lệ kèo nhà cái net Khoa tỷ lệ kèo nhà cái net Tokyo (về TUS)
Giới thiệu về Phó Giáo sư Tadashi Ando
Từ Đại tỷ lệ kèo nhà cái net Khoa tỷ lệ kèo nhà cái net Tokyo
Tadashi Ando hiện là phó giáo sư về kỹ thuật tiên tiến của Khoa Điện tử ứng dụng tại Đại tỷ lệ kèo nhà cái net Khoa tỷ lệ kèo nhà cái net Tokyo (TUS), Nhật Bản Ông nhận bằng tiến sĩ Từ trường sau đại tỷ lệ kèo nhà cái net TUS năm 2004 Các lĩnh vực quan tâm chính của ông là mô phỏng các hợp chất hóa tỷ lệ kèo nhà cái net, vật lý sinh tỷ lệ kèo nhà cái net và mô phỏng gấp protein Một nhà nghiên cứu được kính trọng, Tiến sĩ Ando có 42 ấn phẩm cho tín dụng của mình
Giới thiệu về Giáo sư Koji Tamura
Từ Đại tỷ lệ kèo nhà cái net Khoa tỷ lệ kèo nhà cái net Tokyo
Thông tin tài trợ
12699_12893
