Новости химической науки > Откуда хиральность? Все же возможно, что из космоса…

Длительное время предполагалось, что преимущественное включение в биохимические процессы L-аминокислот произошло благодаря роли веществ, занесенных на Землю с метеоритами. Результаты последних работ показывают, как могло быть реализовано два ключевых этапа этого процесса.

Углеродистые хондриты, сравнительно редкий тип метеоритов, богаты производными углерода, включая аминокислоты. Фрагменты метеорита, упавшего в 1969 году в Марчизонских болотах (Автралия) содержат более чем 70 различных аминокислот. В 1997 Сандра Пиццарелло (Sandra Pizzarello) из Университета Аризоны обнаружила в образцах Марчизонского метеорита небольшой избыток L-формы четырех аминокислот, зимой 2007-08 года она же обнаружила избыточное содержание L-аминокислот в метеорите, найденном в Антарктиде

На протяжении прошедшего десятилетия исследователи пытались показать как хиральность «космических» аминокислот могла быть перенесена на другие биологически важные аминокислоты и углеводы, а также, как такой незначительный избыток одного из оптических изомеров привел к полному преобладанию одной оптической формы над другой.

Рональд Бреслоу (Ronald Breslow) из Университета Колумбии (Нью-Йорк) заявляет, что у него есть убедительные ответы на оба эти вопроса. Работа Бреслоу обсуждалась 6 апреля на встрече Американского Химического Общества в Новом Орлеане.

Фрагмент Марчизонского метеорита (в пробирке содержатся вещества, выделенные из хондрита). (Рисунок: © US Department of Energy)

Исследователи из группы Бреслоу изучили поведение нескольких аминокислот, рацемизация которых невозможна, (альфа-метилвалин, альфа-этилаланин и альфа-метилизолейцин) при смешении со смесью первичных органических соединений и сульфата меди.

Было обнаружено, что хиральные аминокислоты реагируют с кетокислотами с образованием иминов, которые декарбокислировались и разрушались с образованием новых аминокислот. Самым важным фактом являлось то, что оптическая конфигурация новых аминокислот соответствует оптической конфигурации исходных аминокислот. Бреслоу отмечает, что его эксперимент является первым примером демонстрации наведения хиральности, которое могло произойти на добиотической стадии химической эволюции.

По словам Бреслоу, часто встречающиеся в составе метеоритов ионы меди могут способствовать тому, что иминовый интермедиат превращается в производное с нужной оптической конфигурацией. Он добавляет, что хотя в составе метеоритов не были обнаружены кетокислоты, в «небесных камнях» есть гидроксикислоты и оксиды железа, взаимодействие которым может приводить к образованию кетокислот.

Аминоксилоты, содержащиеся в Марчизонском метеорите, могли образоваться в результате реакции кетонов, аммиака и циановодорода – недавно сообщалось, что эти соединения были обнаружены в составе протопланетных дисков, вращающихся вокруг молодых звезд.

Исследователи предполагают, что D-аминокислоты, содержащиеся в метеоритах, путешествующих по космосу, могут более предпочтительно разрушаться под действием поляризованного света, генерирующегося ускоренными частицами поблизости от нейтронных звезд.

Как процессы образования аминокислот из кетонов, аммиака и циановодорода, так и процесс селективного разрушения D-аминокислот были воспроизведены в лаборатории, хотя астрономы до сих пор пытаются добыть более убедительные доказательства этих космохимических процессов. Более того, ряд ученых полагает, что Марчизонский метеорит мог быть загрязнен избытком L-аминокислот уже по прибытию на Землю.

В настоящее время Бреслоу пытается осуществить перенос и амплификацию хиральности для нуклеозидов, составляющих РНК – по мнению многих биохимиков именно РНК была первой молекулой на Земле, способной к переносу информации, необходимой для появления жизни.

Источники: American Chemical Society press release

метки статьи: #космохимия, #органическая химия