Bakterien enthielten bereits vor 3,5 Milliarden Jahren hochentwickelte Proteinkomplexe

Die Rekonstruktion alter Proteinsequenzen ermöglichte die „Wiederauferweckung“ des gemeinsamen Vorfahrens aller bakterieller Tryptophansynthasen. Bildnachweis: Prof. Dr. Reinhard Sterner – Zur ausschließlichen Verwendung im Rahmen der Berichterstattung zu dieser Pressemitteilung

Fossilien aus 3,5 Milliarden Jahre alten Bakterien sind nicht verfügbar. Mit Hilfe von computerbasierten Analysen lassen sich ihre Enzyme allerdings „wiederbeleben“. Die Regensburger Forscher konnten auf der Grundlage eines Vergleichs der Aminosäuresequenzen von mehr als 50 Bakterien einen Proteinkomplex nachbilden, die sehr wahrscheinlich dem aus dem letzten gemeinsamen Vorfahren aller Bakterien sehr ähnlich ist. Der „alte“ Enzymkomplex wurde anschließend strukturell und funktionell charakterisiert.

„Nach einer allgemein anerkannten Theorie waren vorzeitliche Enzyme weniger ausgefeilt und effizient als ihre modernen Nachfahren“, erläutert Sterner.

„Mit Hilfe unserer Verfahren konnten wir allerdings weit in die Vergangenheit zurückreisen und nachweisen, dass schon der letzte gemeinsame Vorläufer aller Bakterien sehr ausgeklügelte Eigenschaften aufwies – hohe enzymatische Aktivität und eine ähnlich intensive Kommunikation zwischen den Proteinuntereinheiten wie in modernen Enzymkomplexen.“

„Wir schließen aus unseren Daten, dass in der frühen Phase der biologischen Evolution – vor 4 Milliarden bis 3.5 Milliarden Jahren – vermutlich zunächst primitive Enzyme existierten, dass aber 500 Millionen Jahre Zeit genug zur Ausbildung hochkomplexer Enzyme waren“, erklärt der an der Studie ebenfalls maßgeblich beteiligte Regensburger Wissenschaftler Prof. Dr. Rainer Merkl.

Was innerhalb dieser 500 Millionen Jahre genau passierte bzw. wie die Bakterien derart perfekte Enzymkomplexe entwickelten, ist noch unklar. Nachdem sie aber einmal gebildet waren, haben sich diese Komplexe wohl über Milliarden von Jahren biologischer Evolution nicht mehr entscheidend verändert.

Ansprechpartner für Medienvertreter:
Prof. Dr. Reinhard Sterner
Universität Regensburg
Lehrstuhl für Biochemie II
Tel.: 0941 943-3015
Reinhard.Sterner@ur.de

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Alexander Schlaak idw - Informationsdienst Wissenschaft

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