生命の起源と酵素とは? わかりやすく解説

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生命の起源と酵素

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/07/17 09:15 UTC 版)

酵素」の記事における「生命の起源と酵素」の解説

生命の起源」も参照 現存するすべての生物種において、酵素を含むすべてのタンパク質設計図DNA上の遺伝情報であるゲノム基づいている。一方DNA自身複製合成にも酵素を必要としている。つまり、酵素存在DNA存在前提であり、一方でDNA存在酵素存在前提であるからゲノム起源においてDNA確立が先か酵素確立が先かというパラドックス存在していた。最近の研究では、このパラドックスについて、いまだ確証はないものの以下のように説明している。 1986年アメリカトーマス・チェックらによって発見されリボザイムは、触媒作用を持つRNAであり、次の3種類の反応触媒することが知られている。 自分自身作用してRNA切断する。(グループ I, II, III イントロン自己スプライシング) 他の RNA作用してRNA切断する。(リボヌクレアーゼPペプチド結合形成。(リボゾーム23S rRNA特性1.および2.からは、RNA自己複製していた段階存在があるとも考えられるまた、特性3.からは、RNA酵素役割も担う場合があることがわかる。このことから、仮説ではあるが、現在のゲノム発現機構セントラルドグマと言い表される)が確立する前段階において、遺伝子酵素との役割を同じRNA担っているRNAワールドという段階が存在した考えられている。 なお、特性3.の例として挙げた23S rRNAは、大腸菌タンパク質合成するリボゾーム内に存在する大腸菌リボゾームにおいてはアミノアシルtRNAから合成されるペプチドアミノ酸転位結合させる酵素活性中心主役が、タンパク質ではなく23S rRNAとなっている。さらに、この場合酵素作用ペプチジルトランスフェラーゼ活性)は、23S rRNAドメインV依存することも判明している。 また、リボザイム自己切断する際には鉛イオン関与する例が判明している。このことから、RNAタンパク質酵素補因子と共通の仕組み持っているという可能性示唆されている。 RNAワールド説によると、ゲノム保持する役割DNAへ、酵素機能タンパク質へと淘汰進んでRNAワールド今日セントラルドグマへと進化した考えられている。その段階では、次のようなRNA特性進化の要因として寄与した推定されている。 遺伝子保管庫DNAではなくRNAであった仮定した場合RNAには不利な特性がある。それは、リボース2'位の水酸基存在するため、エステル交換によって環状ヌクレオシド環状AMPなど)を形成してヌクレオチド切断されやすいという性質である。これに対してDNAは、リボース2'位の水酸基を欠くため環状リン酸エステル形成せずRNA場合より安定ヌクレオチド形成するまた、立体構造多様性について考察すると、RNA立体構造タンパク質比べて高次構造単純になることが判明している。したがってRNAから構成される酵素比べタンパク質から構成される酵素の方が立体構造多様性大きく基質特異性の面や遷移状態モデル形成する上でより性能のよい酵素になると考えられる

※この「生命の起源と酵素」の解説は、「酵素」の解説の一部です。
「生命の起源と酵素」を含む「酵素」の記事については、「酵素」の概要を参照ください。

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