利用化学空间测试氨基酸字母表进化的适应性特征

多学科共识表明，一半的遗传氨基酸可能在早期地球上就已存在，这暗示了这些氨基酸与后来的遗传密码添加之间存在某种适应性预期。化学空间这个概念将分子转化为多维空间中的相应点，为研究这些关系提供了框架。因此，我们开发了三种测试，通过使用化学空间来量化原本是定性的问题，从而探讨这些影响。我们三个测试单独以及组合在一起都提供了定量证据，支持遗传编码的氨基酸字母表从10种早期可能的氨基酸扩展到标准遗传密码中的20种氨基酸的适应性扩展。我们提出了三种逻辑上独立的新测试，探讨氨基酸字母表从仅包含10种氨基酸的小型功能性紧凑字母表扩展到标准遗传密码的20种氨基酸。虽然过去类似的测试将遗传编码的氨基酸与没有纳入遗传密码的外部氨基酸进行比较，但我们的测试专注于20种遗传编码的氨基酸的内部背景，并发现了强有力的支持。特别值得注意的是，其中一个测试首次超越了将氨基酸视为单体的考虑，开始通过考虑氨基酸二聚体的化学空间来探索多肽。