Evolution of protein-RNA and protein-cofactor interactions

Abstract

Genetický kód je překládán do bílkovin s využitím abecedy 20 proteinogenních aminokyselin. Přes současnou dominanci kanonicke abecedy je pravděpodobné, že primordiální proteiny byly složeny pouze z části tohoto aminokyselinového repertoáru. V této práci jsme prozkoumali soubor peptidů a proteinů s cílem objasnit, jak vyvíjející se repertoár aminokyselin ovlivnil jejich fyzikálně-chemické a biologické vlastnosti a sklon k interakci s evolučně konzervovanými molekulami, jako jsou kofaktory a RNA. V první části jsme prozkoumali soubor nejkonzervovanejších protoribozomálních peptidů s cilem odhalit jejich strukturní a funkční charakteristiky. Pomocí experimentálních a bioinformatických analýz jsme potvrdili převážně nestrukturovanou povahu těchto peptidů a odhalili jejich úlohu při stabilizaci peptidyltransferázového centra a ochraně RNA před degradací. Tyto procesy odráží nejstarší pochody koevoluce RNA a peptidů jež předcházely zrodu posledního univerzálního společného předka (LUCA z angl. Last Universal Common Ancestor). Dále jsme se zaměřili na pre-ribozomálni peptidy s potenciálním prebiotickým významem. Pomocí bioinformatických metod jsme prozkoumali strukturní charakteristiky kompletních knihoven peptidů zahrnujících kanonické a prebioticky přípustné nestandardní aminokyseliny. Predikce...