复杂分子的出现没有进化或设计

在生物学中，折叠蛋白负责最高级的功能。这些复杂的蛋白质是科学家进化或设计的结果。现在，由格罗宁根大学系统化学教授Sij Brentotto领导的一个科学家团队发现了一类新的复杂折叠分子，它们是从简单的成分中自发产生的。该结果于1月16日发表在《美国化学学会杂志》上。

奥托的团队研究了简单的结构单元——在这种情况下，与氨基酸天冬氨酸相连的核碱基——可以形成环。在之前的研究中，奥托已经证明了这个环可以形成一个可以生长和分裂的叠层，并且表现出一定程度的化学演化。但这次发生了不同的事情。奥托：“我的一个博士生刘斌注意到，形成了一个非常大的环和一个由15个嵌段组成的聚合物。它们非常稳定，所以最终大部分积木都变成了这些环。

折叠模式

在用X射线结晶学研究了环结构后，研究小组清楚地知道它们是折叠的。当环堆叠时，分子之间有相互作用。在这种情况下，相互作用发生在大分子中。环的疏水部分折叠到分子的中心，这也是蛋白质在水中的情况。然而，折叠模式完全不同。蛋白质是由胺键连接的聚合物。在我们的分子中，构件只通过二硫键连接。结构差异导致不同的折叠模式。

这是第一次描述与蛋白质完全不同的复杂折叠结构(或折叠结构)。奥托解释说，尽管经过几十年的研究，我们仍然没有可靠的设计规则来完全预测蛋白质的折叠。这阻碍了新酶的设计。不同类型的折叠分子可以帮助我们了解分子折叠的基本规律。“此外，我们在论文中描述的分子只是我们发现的第一个。在过去的一年里，我们发现了更多，并将在以后发布。

原始生命

蛋白质主要有两种折叠结构：螺旋和折叠。奥托说：“在蛋白质设计中，科学家使用这些主题的变体，例如添加额外的螺旋。"它们往往接近大自然所能提供的东西。"新的折叠结构产生五个芳香环的五个折叠。整个分子有五重对称性。"然而，我们仍在研究的其他硫醇基结构也显示出其他类型的折叠."

从这种新折叠分子的发现中得出的一个令人惊讶的结论是，复杂性可以自发发生。“这对于生命起源的研究非常有意义：很明显，你可以在生物进化开始之前得到这些复杂的分子。”奥托解释说，新分子的形成实际上是由折叠驱动的。“这很特别。这个分子的能级很低。这将平衡从小环的“随机”混合物推向这个特别稳定的15聚体。

合理设计

新的折叠分子将增加我们对分子折叠的理解，这将刺激合理的分子设计。目前还不清楚巯基聚合物是否像催化剂(如天然蛋白质)一样有用。“我们知道它们可以与其他分子结合，但我们仍在努力寻找它们是否具有催化特性，例如酶。”折叠对于在酶中产生活性位点非常重要：“你需要非常精确地定位残基来产生活性位点。这不能通过氨基酸之间的直接化学键来实现。只能通过折叠来实现。

JACS论文的第一作者刘斌博士在这项研究中发挥了非常重要的作用。奥托说：他发现了折叠分子。随后，波兰的Piotr Chmielewski研制出用于X射线衍射研究的晶体，刘与他合作完成硕士论文。Chmielewski的实验室也进行了核磁共振研究。与恩尼奥赞格兰多和尼古拉德米特里在完成了同步加速器研究。刘从格罗宁根旅行到波兰，然后把样品带到。

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