Para peneliti dari Rutgers University telah menemukan asal-usul struktur protein yang menyebabkan terjadinya metabolisme. Molekul-molekul sederhana yang memberikan kekuatannya pada awal kehidupan di Bumi.
Studi mereka, yang memprediksi seperti apa protein paling awal muncul pada 3,5 miliar hingga 2,5 miliar tahun yang lalu, diterbitkan dalam jurnal Proceedings of National Academy of Sciences.
Seperti ribuan keping puzzle, para penenliti menelusuri evolusi enzim (protein) dari masa kini hingga menuju masa lalu yang sangat jauh. Solusi untuk teka-teki tersebut membutuhkan dua bagian yang telah hilang, dan kehidupan di Bumi tidak akan ada tanpa keduanya. Dengan membangun jaringan yang terhubung dengan peran keduanya dalam metabolisme, tim ini menemukan bagian yang hilang tersebut.
“Kita sangat sedikit mengetahui tentang bagaimana kehidupan dimulai di planet kita. Pekerjaan ini memungkinkan kami untuk melihat jauh ke masa lalu dan mengusulkan metabolisme protein paling awal,” kata rekan penulis Vikas Nanda dari Rutgers Robert Wood Johnson Medical School.
“Prediksi kami akan diuji di laboratorium untuk lebih memahami asal-usul kehidupan di Bumi dan untuk menginformasikan bagaimana kehidupan bisa berawal di tempat lainnya. Kami sedang membangun model protein di laboratorium dan menguji apakah protein itu dapat memicu reaksi kritis terhadap metabolisme awal.”
Sebuah tim ilmuwan yang dipimpin oleh Rutgers bernama ENIGMA (Evolution of Nanomachines in Geospheres and Microbial Ancestors) sedang melakukan penelitian yang berupaya mengungkap peran protein paling sederhana yang mengkatalisasi tahap kehidupan paling awal.
“Menurut kami kehidupan dibangun dari blok bangunan yang sangat kecil dan muncul seperti Lego yang dibuat untuk membuat sel dan organisme yang lebih kompleks seperti kita,” kata penulis senior Paul G. Falkowski, peneliti utama ENIGMA dan profesor terkemuka di Rutgers University-New Brunswick yang memimpin Laboratorium Biofisika Lingkungan dan Ekologi Molekul.
“Kami pikir kami telah menemukan blok bangunan kehidupan — perangkat Lego yang pada akhirnya menyebabkan terjadinya evolusi sel, berbagai hewan, dan tumbuhan.”
Tim Rutgers berfokus pada dua “lipatan” protein yang kemungkinan merupakan struktur pertama dalam metabolisme awal. Kedua lipatan tersebut adalah lipatan feredoksin yang mengikat senyawa besi belerang, dan lipatan “Rossmann”, yang mengikat nukleotida (blok bangunan DNA dan RNA). Ini adalah dua bagian dari teka-teki yang seharusnya sesuai dengan evolusi kehidupan.
Protein merupakan rantai asam amino, dan proses fisik di mana rantai protein memperoleh struktur aslinya dalam 3 dimensi dinamakan lipatan. Feredoksin adalah logam yang ditemukan dalam protein modern dan kendaraan elektron di sekitar sel untuk meningkatkan metabolisme. Elektron mengalir melalui padatan, cairan dan gas dan sistem tenaga kehidupan, dan kekuatan listrik yang sama seharusnya ada di sistem planet lain dengan peluang untuk mendukung kehidupan.
Ada bukti bahwa kedua lipatan itu mungkin memiliki nenek moyang yang sama dan, jika benar, leluhur itu mungkin merupakan enzim metabolisme kehidupan pertama kalinya.
