Новости химической науки > Возможное объяснение появления пептидов на Земле

Решая вечный вопрос о том, как произошла Жизнь на Земле, исследователи уже давно определили, что аминокислоты – простые и важные строительные блоки живой ткани – могли образоваться в условиях, характерных для примордиальной Земли. Тем не менее, остается вопрос – как отдельные аминокислоты могли дать комбинации, образуя более сложные вещества – пептиды и белки?

Группа исследователей, работающих в Центре НАСА по химической эволюции, предлагает один из возможных путей – научная группа Николаса Хада (Nicholas V. Hud) и Фасундо Фернандеса (Facundo M. Fernandez) продемонстрировала, что в условиях, имитирующих условия молодой добиотической Земли α-гидроксикислоты и α-аминокислоты реагируют с образованием депсипептидов – олигомеров, содержащих смесь сложноэфирных и амидных связей.

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed. 2015, DOI: 10.1002/anie.201503792

Если говорить конкретнее, исследователи смешивали молочную кислоту с глицином в соотношении 1:1 и подвергали смесь сухим и влажным циклам воздействия, имитировавшим дневное и ночное время на молодой добиотической Земле. Во время сухой фазы смесь нагревали до 85°C в течение 18 часов. Затем концентрат регидратировали в течение получаса и выдерживали при 65°C в течение 5.5 часов во время влажной фазы.

С помощью масс-спектрометрии исследователи выяснили, что после четырёх сухих/влажных циклов результирующая реакционная смесь содержала депсипептиды, содержащие до десятка структурных единиц. Было предположено, что реакция начинается с образования димеров и олигоэфиров молочной кислоты. Затем в результате сложноэфир-амидного обмена аминокислота замещает остаток молочной кислоты. Цепь олигомера растет за счет повторяющихся стадий присоединения азотной кислоты и последующего эфир-амидного обмена.

Мэтью Паунер (Matthew Powner) из Университетского Колледжа Лондона отмечает, что одним из главных вопросов исследований, посвященных проблемам возникновения жизни на Земле, является то, что никто точно не знает, каковы были условия на пребиотической Земле. Тем не менее, Паунер надеется выяснить – могут ли в таких условиях образоваться большие по размеру пептиды, может ли в таком процессе индуцироваться хиральность, а также – могут ли в этом процессе участвовать и другие аминокислоты помимо глицина.

Хад отмечает, что он и его коллеги рады тому, что обнаружили модельную пребиотическую реакцию, позволяющую достаточно просто получать пептидные цепочки. Он и его коллеги планируют изучить систему на способность формирования хирально однородных пептидов исходя из рацемических смесей – этот раздел исследования позволит узнать больше об асимметричности живых систем.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed. 2015, DOI: 10.1002/anie.201503792

метки статьи: #биохимия, #органическая химия, #химическая эволюция