Az a kérdés, hogy az élet hogyan alakult először itt a Földön, továbbra is rejtély
A rejtély egyik félelmetes aspektusa a peptidekkel és enzimekkel kapcsolatos, amelyek „csirke és tojás” helyzetbe kerülnek. Ennek megoldására a londoni University College (UCL) kutatócsoportja nemrégiben végzett egy tanulmányt, amely hatékonyan kimutatta, hogy a peptidek körülmények között alakulhatnak ki
Az eredményeket részletező tanulmányt nemrégiben tették közzé a tudományos folyóiratban Természet. A kutatócsoportot Dr. Matthew Powner, az UCL Kémiai Tanszékének Szerves Kémia Olvasója vezette, és Pierre Canavelli és Dr. Saidul Islam is részt vett - mindegyik kutató az UCL Szerves és Biológiai Kémia Osztályán.
Amint Powner a közelmúltban az UCL News interjújában kifejtette tanulmányuk célját:
„A peptidek, amelyek aminosavak láncai, a Föld egész életének nélkülözhetetlen elemei. A fehérjék szövetet képezik, amelyek biológiai folyamatok katalizátoraként szolgálnak, de maguknak enzimekre van szükségük az aminosavakból történő képződésük szabályozásához. Tehát klasszikus csirke- és tojásproblémánk volt - hogyan állították elő az első enzimeket? "
Mint rámutatnak a tanulmányukban, a múltban jelentős kutatásokat szenteltek annak megismerésére, hogy a peptidek miként alakultak ki először, és lehetővé tették az élet kialakulását. Minden korábbi kutatás azonban az aminosavakra összpontosított, nem pedig kémiai prekurzoraik (aminonitril néven ismert) reakcióképességére.
Míg az aminonitrinek az aminosavak (jellemzően erősen savas vagy lúgos) kialakításához szélsőséges körülményeket igényelnek, addig az aminosavakat energiával kell feltölteni a peptidek kialakításához. A kutatók azonban megtalálják a módját, hogy megkerüljék mindkét lépést azzal, hogy bebizonyították, hogy a peptideket közvetlenül energiagazdag aminonitrilekből lehet előállítani.
Módszerük kihasználta az aminonitrinek beépített reakcióképességét a többi molekulatel, amelyek a Föld őskori környezetének részét képezték. Az eljárás a hidrogén-szulfid aminonitrillekkel és a kémiai szubsztrát-ferricianiddel ([Fe (CN)6]3?) vízben, amely peptideket eredményezett.
Ez azt bizonyította, hogy az aminonitrillek önmagukban és könnyebben képesek peptidkötés kialakulására a vízben, mint az aminosavak. Ezenkívül megmutatta, hogy ez megtörténhet olyan körülmények között és olyan vegyi anyagok mellett, amelyek a vulkáni kitörések során kipufogtak, és amelyek valószínűleg a Földön több milliárd évvel ezelőtt voltak jelen. Said Pierre Canavelli, a tanulmány első szerzője:
"A szabályozott szintézis, a környezeti vagy belső ingerekre reagálva, a metabolikus szabályozás nélkülözhetetlen eleme, ezért úgy gondoljuk, hogy a peptidszintézis része lehet egy természetes ciklusnak, amely az élet nagyon korai fejlődésében zajlott."
"Ez az első alkalom, amikor a peptidek meggyőzően kimutatták, hogy anélkül, hogy aminosavakat vízben használnak, viszonylag enyhe körülmények között, amelyek valószínűleg rendelkezésre állnak a primitív földön" - tette hozzá Dr. Saidul Islam társszerzője.
Ezeknek a megállapításoknak jelentős következményei lehetnek az abiogenezis tanulmányozására, valamint az élet kutatására az ekstrasoláris bolygókon. Hasznosak lehetnek a szintetikus kémia területén is, mivel az amidkötés kialakulása elengedhetetlen a szintetikus anyagok bioaktív előállításához. A kereskedelemben alkalmazott hagyományos kémiai eljárásokhoz képest ez az új módszer sokkal hatékonyabb és sokkal költséghatékonyabb.
A jövőre nézve a kutatócsoport tovább kívánja tanulmányait felfedezni más módszerekkel, amelyekkel az aminonitrilok peptidekhez vezethetnek. Jelenleg azt is vizsgálják a peptidek funkcionális tulajdonságait, amelyeket kísérleteik során előállítottak annak reményében, hogy jobban megértsék, hogyan segíthetik elő az élet kialakulását a Földön kb. 4 milliárd évvel ezelőtt.
Sok generáció után, amikor megpróbálták (és nem sikerült) újjáépíteni az élet építőelemeit, lehet, hogy a tudósok egyszerűen ezt folytatják
