Frågan om hur livet först uppstod här på jorden är ett mysterium som fortsätter att fortsätta
En av de mer skrämmande aspekterna av mysteriet har att göra med peptider och enzymer, som faller in i något av en "kyckling och ägg" -situation. Ett team av forskare från University College London (UCL) genomförde nyligen en studie som effektivt visade att peptider kunde ha bildats under förhållanden
Studien som beskriver deras resultat publicerades nyligen i den vetenskapliga tidskriften Natur. Forskarteamet leddes av Dr. Matthew Powner, en läsare av organisk kemi vid UCL: s avdelning för kemi, och inkluderade Pierre Canavelli och Dr. Saidul Islam - som båda är forskare med UCL: s organiska och biologiska kemi.
Som Powner förklarade syftet med deras studie i en ny intervju med UCL News:
”Peptider, som är kedjor av aminosyror, är en absolut nödvändig del av allt liv på jorden. De bildar tyget av proteiner, som fungerar som katalysatorer för biologiska processer, men själva kräver enzymer för att kontrollera deras bildning från aminosyror. Så vi har haft ett klassiskt kyckling-och-äggproblem - hur skapades de första enzymerna? "
Som de visar i sin studie har betydande forskning tidigare ägnats åt att ta reda på hur peptider först bildades och möjliggjorde livets uppkomst. Men all tidigare forskning har fokuserat på aminosyror, snarare än reaktiviteten hos deras kemiska prekursorer (känd som aminonitriler).
Medan aminonitriler kräver hårda förhållanden för att bilda aminosyror (vanligtvis starkt sura eller alkaliska), måste aminosyror laddas med energi för att bilda peptider. Men forskarna fann ett sätt att kringgå båda dessa steg genom att visa att peptider kunde tillverkas direkt från energirika aminonitriler.
Deras metod utnyttjade den inbyggda reaktiviteten hos aminonitriler med de andra molekylerna som var en del av jordens primordiala miljö. Processen bestod av att kombinera vätesulfid med aminonitriler och det kemiska substratet ferricyanid ([Fe (CN))6]3?i vatten, vilket gav peptider.
Vad detta visade var att aminonitriler är i stånd att uppnå peptidbindningsbildning i vatten helt och hållet och med lätthet mer än aminosyror. Dessutom visade det att detta kunde äga rum under förhållanden och kemikalier som förgasas under vulkanutbrott och som troligen var närvarande på jorden för miljarder år sedan. Said Pierre Canavelli, studiens första författare:
"Kontrollerad syntes, som svar på miljömässiga eller interna stimuli, är ett väsentligt element i metabolisk reglering, så vi tror att peptidsyntesen kunde ha varit en del av en naturlig cykel som ägde rum under den mycket tidiga utvecklingen av livet."
"Detta är första gången som peptider har övertygat visat sig bilda utan att använda aminosyror i vatten, med relativt skonsamma förhållanden som troligen är tillgängliga på den primitiva jorden," tilllade medförfattare Dr. Saidul Islam.
Dessa fynd kan ha betydande konsekvenser för studien av abiogenes samt sökandet efter liv på extrasolära planeter. De kan också vara användbara inom området syntetisk kemi eftersom bildning av amidbindningar är väsentlig för tillverkning av syntetiska material, bioaktiva. Jämfört med konventionella kemiska processer som används kommersiellt är denna nya metod effektivare och mycket mer kostnadseffektiv.
I framtiden ser forskarteamet att fortsätta sina studier genom att hitta andra sätt på vilka aminonitriler kan leda till peptider. De undersöker för närvarande de funktionella egenskaperna hos peptider som deras experiment producerade i hopp om att bättre förstå hur de kunde ha hjälpt till att utlösa bildandet av liv på jorden ca. För 4 miljarder år sedan.
Efter många generationer av att försöka (och misslyckas) att återskapa livets byggstenar, kan det vara så att forskare helt enkelt har gjort det
