Spørgsmålet om, hvordan livet først opstod her på Jorden, er et mysterium, der fortsætter med
Et af de mere skræmmende aspekter af mysteriet har at gøre med peptider og enzymer, der falder ind i noget af en "kylling og æg" -situation. På baggrund af dette gennemførte et team af forskere fra University College London (UCL) for nylig en undersøgelse, der effektivt demonstrerede, at peptider kunne have dannet sig under betingelser
Undersøgelsen, der beskriver deres fund, blev for nylig offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Natur. Forskningsteamet blev ledet af Dr. Matthew Powner, en læser af organisk kemi med UCLs afdeling for kemi, og omfattede Pierre Canavelli og Dr. Saidul Islam - som begge er forskere med UCL's afdeling for organisk og biologisk kemi.
Som Powner forklarede formålet med deres undersøgelse i en nylig samtale med UCL News:
”Peptider, som er kæder af aminosyrer, er et absolut vigtigt element i alt liv på Jorden. De danner stoffet med proteiner, der tjener som katalysatorer til biologiske processer, men de kræver selv enzymer til at kontrollere deres dannelse fra aminosyrer. Så vi har haft et klassisk kylling-og-æg-problem - hvordan blev de første enzymer lavet? ”
Som de antyder i deres undersøgelse, har betydelig forskning i fortiden været dedikeret til at finde ud af, hvordan peptider først dannedes og muliggjorde livets opståen. Imidlertid har al tidligere forskning fokuseret på aminosyrer snarere end reaktiviteten af deres kemiske forstadier (kendt som aminonitriler).
Mens aminonitriler kræver barske betingelser for at danne aminosyrer (typisk stærkt sure eller alkaliske), skal aminosyrer oplades med energi til dannelse af peptider. Forskerne fandt imidlertid en måde at omgå begge disse trin ved at demonstrere, at peptider kunne fremstilles direkte fra energirige aminonitriler.
Deres metode udnyttede den indbyggede reaktivitet af aminonitriler med de andre molekyler, der var en del af Jordens oprindelige miljø. Processen bestod af at kombinere hydrogensulfid med aminonitriler og det kemiske substrat ferricyanid ([Fe (CN)6]3?) i vand, hvilket gav peptider.
Det, dette demonstrerede, var, at aminonitriler er i stand til at opnå dannelse af peptidbinding i vand alene og med større lethed end aminosyrer. Derudover viste det, at dette kunne finde sted midt i forhold og kemikalier, der er udgasset under vulkanudbrud, og som sandsynligvis var til stede på Jorden for milliarder af år siden. Pierre Canavelli, den første forfatter af undersøgelsen, sagde:
"Kontrolleret syntese, som svar på miljømæssige eller interne stimuli, er et essentielt element i metabolisk regulering, så vi tror, at peptidsyntese kunne have været en del af en naturlig cyklus, der fandt sted i den meget tidlige livsudvikling."
”Dette er første gang, at peptider er overbevisende vist at dannes uden at bruge aminosyrer i vand under anvendelse af relativt blide forhold, der sandsynligvis er tilgængelige på den primitive jord,” tilføjede medforfatter Dr. Saidul Islam.
Disse fund kunne have betydelige konsekvenser for studiet af abiogenese samt søgen efter liv på ekstrasolære planeter. De kan også være nyttige inden for syntetisk kemi, da dannelse af amidbinding er essentiel for fremstilling af syntetiske materialer, bioaktive. Sammenlignet med konventionelle kemiske processer, der bruges kommercielt, er denne nye metode mere effektiv og meget mere omkostningseffektiv.
Når vi ser fremad, ser forskerteamet videre til deres studier ved at finde andre måder, hvorpå aminonitriler kan føre til peptider. De undersøger i øjeblikket også de funktionelle egenskaber for peptider, som deres eksperiment producerede i håb om bedre forståelse af, hvordan de kunne have bidraget til at udløse dannelse af liv på Jorden ca. For 4 milliarder år siden.
Efter mange generationer med at forsøge (og fejle) at genskabe livets byggesten, kan det være, at videnskabsmænd simpelthen har gjort det
