Spørsmålet om hvordan livet først dukket opp her på jorden er et mysterium som fortsetter å gjøre
En av de mer skremmende aspektene av mysteriet har å gjøre med peptider og enzymer, som faller inn i noe av en "kylling og egg" -situasjon. For å adressere dette gjennomførte et team av forskere fra University College London (UCL) nylig en studie som effektivt demonstrerte at peptider kunne ha dannet seg i forhold
Studien som beskriver funnene deres ble nylig publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Natur. Forskningsteamet ble ledet av Dr. Matthew Powner, en leser av organisk kjemi med UCLs Institutt for kjemi, og inkluderte Pierre Canavelli og Dr. Saidul Islam - som begge er forskere med UCLs seksjon for organisk og biologisk kjemi.
Som Powner forklarte formålet med studien i et nylig intervju med UCL News:
“Peptider, som er kjeder av aminosyrer, er et helt essensielt element i alt liv på jorden. De danner stoffet med proteiner, som fungerer som katalysatorer for biologiske prosesser, men de krever selv enzymer for å kontrollere dannelsen fra aminosyrer. Så vi har hatt et klassisk kylling-og-egg-problem - hvordan ble de første enzymene laget? "
Som de indikerer i studien, har betydelig forskning i det siste vært dedikert til å finne ut hvordan peptider først ble dannet og muliggjorde livets oppkomst. Imidlertid har all tidligere forskning fokusert på aminosyrer, i stedet for reaktiviteten til deres kjemiske forløpere (kjent som aminonitriler).
Mens aminonitriler krever tøffe forhold for å danne aminosyrer (vanligvis sterkt sure eller alkaliske), må aminosyrer lades med energi for å danne peptider. Forskerne fant imidlertid en måte å omgå begge disse trinnene ved å demonstrere at peptider kunne lages direkte fra energirike aminonitriler.
Metoden deres utnyttet den innebygde reaktiviteten til aminonitriler med de andre molekylene som var en del av jordens primordiale miljø. Prosessen besto av å kombinere hydrogensulfid med aminonitriler og det kjemiske underlaget ferricyanid ([Fe (CN))6]3?) i vann, noe som ga peptider.
Det dette demonstrerte var at aminonitriler er i stand til å oppnå peptidbindingsdannelse i vann helt på egen hånd, og med større letthet enn aminosyrer. I tillegg viste det at dette kunne skje midt i forhold og kjemikalier som er avgasset under vulkanutbrudd og som sannsynligvis var til stede på jorden for milliarder av år siden. Pierre Canavelli, studiens første forfatter, sa:
"Kontrollert syntese, som respons på miljømessige eller indre stimuli, er et essensielt element i metabolsk regulering, så vi tror at peptidsyntese kunne ha vært en del av en naturlig syklus som fant sted i den tidlige utviklingen av livet."
"Dette er første gang peptider er overbevisende vist seg å danne uten å bruke aminosyrer i vann, ved å bruke relativt milde forhold som sannsynligvis vil være tilgjengelige på den primitive jorden," la medforfatter Dr. Saidul Islam til.
Disse funnene kan ha betydelige implikasjoner for studien av abiogenese, samt søken etter liv på ekstrasolare planeter. De kan også være nyttige for syntetisk kjemi, siden dannelse av amidbinding er essensiell for fremstilling av syntetiske materialer, bioaktive. Sammenlignet med konvensjonelle kjemiske prosesser som brukes kommersielt, er denne nye metoden mer effektiv og mye mer kostnadseffektiv.
Når vi ser fremover, ser forskerteamet videre til å studere ved å finne andre måter aminonitriler kan føre til peptider. De undersøker for tiden også de funksjonelle egenskapene til peptider som eksperimentet produserte i håp om å bedre forstå hvordan de kunne ha bidratt til å utløse dannelse av liv på jorden ca. For 4 milliarder år siden.
Etter mange generasjoner med å prøve (og mislykkes) å gjenskape livets byggesteiner, kan det være at forskere ganske enkelt har holdt på med det
