поиск |
Новости химической науки > Простая реакция расскажет о происхождении жизни25.8.2013 ![]() ![]() Проверка гипотез о происхождении углеводов в ходе химической эволюции на Земле побудило ученых исследовать условия реакций, в которых образуются тартраты – молекулы, связанные близкородственными связями с другими ключевыми метаболитами современных клеток.
Цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот) является ключевым для выработки энергии клеткой, а также в ходе этого цикла образуются прекурсоры для синтеза аминокислот. Некоторые исследователи полагают, что, поскольку интермедиаты этого цикла являются ключевыми для современной химии клеток, процесс мог эволюционировать из серии простых реакций, в которых участвуют низкомолекулярные соединения, и в конечном итоге после формирования жизни ферменты в клетках эволюционировали настолько, что смогли осуществлять направленный контроль этих реакций. Тем не менее, существует и другая точка зрения – эволюция метаболического цикла из низкомолекулярных соединений невозможна, так как эти реакции требуют значительной энергетической подпитки и могут образовать сложную смесь продуктов, которая вряд ли сможет стать основой цикла.
В присутствии цианида глиоксиловая кислота димеризуется с образованием винной кислоты, которая может конвертироваться в компоненты цикла Кребса за счет известных реакций. (Рисунок из J. Am. Chem. Soc. 2013, DOI: 10.1021/ja405103r)
Тем не менее, геохимик Джордж Коди (George D. Cody) из Института Науки Карнеги в округе Колумбия отмечает, что существуют свидетельства в пользу спонтанного формирования таких циклов с участием низкомолекулярных веществ. Так, экстракты из метеоритов содержат интермедиаты цикла Кребса, и эти интермедиаты могут образовываться и в результате огромного количества реакций, для которых не обязателен ферментативный катализ.
Новая работа позволила исследователям найти новый пример реакции, в результате которой образуются молекулы, которые легко могут быть конвертированы в компоненты цикла Кребса. Исследовательские группы Раманараянана Кришнамурти (Ramanarayanan Krishnamurthy) и Чарльза Лиотты (Charles L. Liotta) совершили открытие, пытаясь получить дигидроксифумарат за счет реакции димеризации глиоксилата. Ранее проведенные эксперименты показали, что из дигидроксифумарата могут быть получены пентозы, подобные рибозе и дезоксирибозе, поэтому исследователи пытались нащупать возможные пребиотические источники дигидроксифумарата.
Во время подготовки реакции один из исследователей к счастливой случайности – он ошибся в расчетах для реагентов, в результате чего условия реакции оказались гораздо более основными, чем предполагалось изначально. Ошибка позволила получить удивительный результат – при pH 14 в воде глиоксиат реагирует с цианидом с образованием мезо- и D,L-тартратов с выходом 80%. Дегидрадация тартрата приводит к образованию оксалоацетата – компонента цикла Кребса.
Один из участников исследования, Кристофер Бутч (Christopher Butch), отмечает, что такие условия реакции вполне могли бы быть реализованы в условиях пребиотической Земли. Глиоксилат, возможность образования которого в условиях пребиотической Земли, правда, пока еще не была доказана, может образоваться в результате целого ряда реакций, а поверхность горных пород вполне могла обеспечить высокое значение pH. В перспективе исследователи планируют изучить другие возможные пребиотические маршруты превращения тартратов.
Также реакция образования тартратов может помочь исследователям в их исходных поисках пребиотического источника пентоз – тратраты рассматривать как восстановленную форму дигидроксифумарата, более того, на основании исследования реакций методом динамического ядерного магнитного резонанса, исследователи получили свидетельство в пользу того, что дигидроксифумарат является интермедиатом образования тартрата, ив настоящее время исследователи думают, как остановить реакцию на стадии дигидроксифумарата.
Источник: J. Am. Chem. Soc. 2013, DOI: 10.1021/ja405103r метки статьи: #биохимия, #органическая химия, #химическая эволюция Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru Комментарии к статье:
Вы читаете текст статьи "Простая реакция расскажет о происхождении жизни" Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru |
Читайте также:
Все новости
20.12.2024 Главное, ребята, печенью не стареть! 23.10.2024 Насколько критично содержание кадмия в колумбийском какао? 11.8.2024 Лекарства на малых молекулах: только вверх! 7.8.2024 Имплантируемые батареи заряжаются от кислорода прямо в организме??? 7.8.2024 Почему некоторые исследователи считают, что кальций - это будущее аккумуляторов 23.3.2023 Эта новая молекула обязана своей хиральностью только кислороду. Подписка на новости
Новости компаний
23.12.24
|
НПП СпецТек, ООО
Все новости
В системе стандартов ISO 55000 прошло масштабное обновление в 2024 году 07.08.24 | Самарская область Самарская область ведет переговоры о производстве композитного углеволокна 08.06.24 | «Химпром» признан лучшим объектовым звеном в Нoвочебоксарске «Химпром» признан лучшим объектовым звеном в Нoвочебоксарске 03.04.23 | Химпром, ПАО Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной 03.04.23 | Химпром, ПАО Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной Подписка на новости
|