生物转化中参与氧化反应最重要的酶是 参与生物氧化的酶可分为

据cnBeta:大约25亿年前,我们所在的星球经历了史上最大的变化 。由地质记录可知,分子氧突然变成了可在任何地方自由使用 。比如在含有氧化铁的带状铁地层中,大氧合事件(GOE)的证据就清晰可见,并在后续推动了耗氧生物的不断进化 。不过对于爱较真的研究人员来说,还是想知道这种转变是突然发生,亦或更早就有生物体在较低水平的游离氧环境中生存 。
来自魏茨曼科学研究所的生物分子科学系教授Dan Tawfik解释称,大氧合事件(GOE)的年代本身无可争议,因为分子氧是由光合微生物产生的 。
在化学机理上,它能够利用光能将水分解为质子(氢离子)和氧气 。此过程中产生的电子,被其用于形成储能化合物(糖分) 。而作为副产物的氧气,开始被陆续释放到周围环境中 。
不过目前尚未得到解答的是,氧气的产生,是否与GOE事件一致?或者甚至在大氧合事件之前,生物体都已经获得了氧气?
争论的一种一方认为,生物未能在 GOE 事件之前获得分子氧,理由是此前大气和海洋环境,都将把光合作用释放的任何氧气都立即用于发生化学反应 。
辩论的另一方则表示,光合作用微生物产生的某些氧气,可能已经游离了足够长的时间,以至于非光合作用生物体甚至仍可在GOE大事件之前就将分子氧夺过去了 。
此外在上述两种观点之间,还有一些人提出了略有不同的推测,比如大气氧合作用形成了“绿洲”或短暂的“波动” 。
研究生Jagoda Jab?ońska认为,这件事可以通过回溯蛋白质的进化而给出答案 。通过追踪各种蛋白质是如何、以及何时发生的进化,他们就有证据表明早期生物是如何开始加工氧气的 。
类似的系统树,曾被广泛用于揭示物种、人种、以及蛋白质家族的历史 。不过Jagoda Jab?ońska决定效仿这一策略,来绘制氧气酶的进化路线图 。
为开展研究,她整理了大约130个已知在细菌和古细菌中产生或使用氧气的酶家族 。这些细菌早在太古代(Archean Eon)就已存在,介于生命出现(约40亿年前)和大氧合事件之间 。
接着她又在其中挑选了大约一半的细菌,并在相关文献中仔细分析了其中36种的进化史,尽管这么做并非易事 。
Dan Tawfik指出,基因可能在某些生物中丢失,并给人留下它们像是在后续才进化的 。微生物有在水平层面上共享基因,结果扰乱了系统发育树,导致高估了某些酶的年龄,后者是必须得到纠正的 。
最终描绘的系统发育树表明,菜叶网,在大约30亿年前(GOE大事件的10亿年前),就已经有了耗氧酶的爆发 。如果氧气的使用与GOE吻合,那么耗氧酶应该会在后续进化 。
科学家进一步研究了这个时间框架,发现爆发并非发生在大气氧的吸收上,而是细菌离开海洋、并开始在陆地上定殖的时间,且一些耗氧酶甚至能欧追溯到更远 。
Daniel Tawfik解释称:这项研究证实了这样一个假设,即在GOE大事件之前,氧气就一直持续地存在于生物圈中 。尽管达到GOE的高水平需要漫长的时间,但那时氧气已在生物圈中广泛存在 。
【生物转化中参与氧化反应最重要的酶是 参与生物氧化的酶可分为】

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