Вопрос о том, как жизнь впервые возникла здесь, на Земле, является загадкой, которая продолжает
Один из наиболее пугающих аспектов этой тайны связан с пептидами и ферментами, которые попадают в ситуацию типа «курица и яйцо». В связи с этим группа исследователей из Университетского колледжа Лондона (UCL) недавно провела исследование, которое эффективно продемонстрировало, что пептиды могли образовываться в условиях
Исследование, в котором подробно изложены их результаты, было недавно опубликовано в научном журнале. Природа. Исследовательскую группу возглавлял д-р Мэтью Паунер, читатель отдела органической химии из химического факультета UCL, в состав которого входили Пьер Канавелли и доктор Сайдул Ислам, оба из которых являются исследователями из секции органической и биологической химии UCL.
Как объяснил Powner цель своего исследования в недавнем интервью UCL News:
«Пептиды, которые представляют собой цепочки аминокислот, являются абсолютно необходимым элементом всей жизни на Земле. Они образуют ткань белков, которые служат катализаторами биологических процессов, но сами они нуждаются в ферментах, чтобы контролировать их образование из аминокислот. Итак, у нас была классическая проблема курицы с яйцом - как появились первые ферменты? »
Как они указывают в своем исследовании, в прошлом значительные исследования были посвящены выяснению того, как пептиды впервые образовались и способствовали возникновению жизни. Однако все предыдущие исследования были сосредоточены на аминокислотах, а не на реакционной способности их химических предшественников (известных как аминонитрилы).
В то время как аминонитрилам требуются жесткие условия для образования аминокислот (обычно сильно кислых или щелочных), аминокислоты необходимо перезаряжать энергией для образования пептидов. Тем не менее, исследователи нашли способ обойти оба эти этапа, продемонстрировав, что пептиды могут быть получены непосредственно из богатых энергией аминонитрилов.
В их методе использовалась встроенная реакционная способность аминонитрилов с другими молекулами, которые были частью первичной среды Земли. Процесс состоял из объединения сероводорода с аминонитрилами и феррицианидом химического субстрата ([Fe (CN)6]3?в воде, которая давала пептиды.
Это продемонстрировало то, что аминонитрилы способны сами по себе образовывать пептидные связи в воде и с большей легкостью, чем аминокислоты. Кроме того, он показал, что это может иметь место в условиях и химических веществ, которые выделяются в результате вулканических извержений и которые, вероятно, присутствовали на Земле миллиарды лет назад. Сказал Пьер Канавелли, первый автор исследования:
«Контролируемый синтез, в ответ на внешние или внутренние раздражители, является важным элементом метаболической регуляции, поэтому мы считаем, что синтез пептидов мог быть частью естественного цикла, имевшего место в самой ранней эволюции жизни».
«Впервые доказано, что пептиды образуются без использования аминокислот в воде, с использованием относительно мягких условий, которые могут быть доступны на примитивной Земле», - добавил соавтор доктор Саидул Ислам.
Эти результаты могут иметь важное значение для изучения абиогенеза, а также поиска жизни на планетах вне Солнца. Они также могут быть полезны в области синтетической химии, поскольку образование амидной связи имеет важное значение для производства синтетических материалов, биологически активных. По сравнению с обычными химическими процессами, которые используются в промышленности, этот новый метод является более эффективным и намного более экономичным.
Заглядывая в будущее, исследовательская группа стремится продолжить свои исследования, найдя другие пути, которыми аминонитрилы могут приводить к пептидам. В настоящее время они также изучают функциональные свойства пептидов, которые были получены в результате их эксперимента, в надежде на лучшее понимание того, как они могли бы помочь запустить формирование жизни на Земле приблизительно. 4 миллиарда лет назад.
После многих поколений попыток (и неуспешных) воссоздать строительные блоки жизни, может быть, ученые просто пошли на это?
