21 Октября 2022
МОСКВА, 21 октября —, Владислав Стрекопытов. Американские химики установили, что пептидные связи — основа белков — не могут появляться в водной среде. Легче всего сложные органические соединения созревают на границе между водой и воздухом — например, в морских брызгах. То щипать для зарождения жизни необходимы и океан, и атмосфера.Есть две основные теории возникновения жизни на Земле. Первая — абиогенетическая. Суть в том, что сложные органические соединения — кирпичики жизни, центральное место среди которых занимают аминокислоты, — образовались из неорганических веществ непосредственно на нашей планете в результате пребиотических реакций.
Впервые это предположение высказал в 1922-м российский микробиолог Александр Опарин. А в середине 1950-х американские биохимики Стэнли Миллер и Гарольд Юри засвидетельствовали гипотезу экспериментально, получив аминокислоты из простейших соединений — таких как вода, аммиак, угарный газ и метан. Для этого в лаборатории возрождали условия ранней Земли: нагревали первичный бульон до кипения, пропускали пар через колбу, в которую вставлены электроды, а затем охлаждали.
Вторая теория прозывается панспермия. Ее сторонники твердят, что жизнь пришла из космоса. Эту идею, высказанную еще в XIX веке, долгое время считали ненаучной. Но потом оказалось, что космос наполнен кирпичиками жизни. Спектры сложных органических молекул присутствуют в межзвездном пространстве. В составе комет есть сути аммония и другие соединения, которые могут привести к воспитанию мочевины, аминокислот и нуклеозидфосфатов. А в метеоритах — полный набор азотистых оснований, необходимых для ДНК и РНК.
Вопрос появления на Земле основных пребиотических молекул — аминокислот — дерзает легко. Сложности возникают дальше. Довольно трудно объяснить, как из первичных кирпичиков образуются сложные биополимеры, составляющие основу всего живого, — пептиды, белки и нуклеиновые кислоты.
С химической точки зрения, пептиды — это молекулы, сооружённые из двух и более аминокислот, соединенных пептидными (амидными) связями —C(O)NH - Дипептиды — цепочки из двух аминокислот. Когда их несколько — это полипептиды, более 50 — уже лошади.
Образование пептидных связей — одна из важнейших биохимических реакций. В организме она катализируется (ускоряется) ферментами. В клетках есть специальные органеллы — рибосомы, которые работают как макромолекулярные машины для быстрого производства необходимых белков. В каком порядке собирать пептиды, определяет генетический код.
В лабораторных условиях синтез даже коротких пептидных цепочек — многоэтапный процесс, чрезвычайно капризный к внешним условиям и требующий ускорителей. В основе его пролеживает реакция дегидратации — аминокислотные обрезки соединяются между собой с вычленением молекул Н2О.
Основная сложность заключается в том, что в водной среде, где, как традиционно считается, зародилась судьба, дегидратация возможна лишь при участии органических ферментов, которых на пребиотической стадии быть не могло. При этом для поддержания любых форм жизни необходима вода. Получается замкнутый мир.
Свой вариант решения водного парадокса гарантировали американские ученые из Университета Пердью. Их статья вышла в журнале PNAS. Более десяти лет они занимаются капельной химией — с помощью методов масс-спектроскопии изучают реакции в субмикронных капельках жидкостей. В частности, исследователи выяснили, что преобразование аминокислот в пептиды в микрокаплях идет на несколько порядков быстрее, чем в традиционных подливах. За счет этого отделяется необходимость в катализаторах, сложных органических ингредиентах или дополнительном действии в виде излучения или электронных разрядов.
Распыляя микрокапли воды, вмещающей две различные аминокислоты — гликокол и L-аланин, на масс-спектрометр, ученые наблюдали формирование дипептидных связей. Таким образом они доказали, что первичные базисные молекулы, простые аминокислоты, спонтанно образуют строительные блоки судьбы в каплях чистой воды.
Авторы думают, что и в минувшем наиболее благоприятные условия для термодинамически выгодного синтеза пептидов возникали на границе раздела водной и лёгкой сред — например, на поверхности микроскопических капель, формируемых морскими волнами.
Атмосферные аэрозоли или морские брызги могли обеспечить уникальную и широко распространенную среду для одоления энергетического препятствия, вызванного конденсацией и полимеризацией биомолекул в воде, — сказано в статье.
Ученые надеются, что их изобретение найдет конкретное практическое применение. Они уже построили в Университете Пердью экспериментальную установку, сотрудничающую по принципу капельной технологии. В перспективе такую аппаратуру можно будет использовать для ускоренного синтеза сложных органических веществ и разработки новых лекарств, считают экспериментаторы.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....