Капли воды содержат секретный ингредиент для построения жизни

453

Химики из Университета Пердью открыли механизм реакций образования пептидов в воде — то, что десятилетиями ставило ученых в тупик.

Химия на водной основе, которая приводит к белкам и, в конечном итоге, к жизни на Земле, также может привести к более быстрой разработке лекарств для лечения самых изнурительных болезней человечества.

«По сути, это химия происхождения жизни», — сказал Грэм Кукс. Он является заслуженным профессором аналитической химии в Научном колледже Пердью. «Это первая демонстрация того, что первичные молекулы, простые аминокислоты, спонтанно образуют пептиды, строительные блоки жизни, в каплях чистой воды. Это очень важное открытие».

Ученые десятилетиями предполагали, что жизнь на Земле зародилась в океанах. Однако химия, стоящая за этим, оставалась загадкой.

Необработанные аминокислоты — то, что метеориты ежедневно доставляли на раннюю Землю — могут реагировать и соединяться вместе, образуя пептиды.

Это строительные блоки белков и, в конечном итоге, жизни. Как ни странно, процесс требует потери молекул воды, что кажется совершенно невероятным во влажной, водной или океанической среде. Для возникновения жизни нужна вода. Однако ей также требовалось место вдали от воды.

Ученые нашли ответ на загадку: «Вода не везде мокрая». На границе, где капля воды встречается с атмосферой, могут происходить чрезвычайно быстрые реакции, превращающие абиотические аминокислоты в строительные блоки жизни.

Таким образом, плодородные ландшафты для потенциальной эволюции жизни были в местах, где морские брызги поднимаются в воздух, а волны бьются о землю, или где пресная вода стекает по склону.

Химики уже более 10 лет используют масс-спектрометры для изучения химических реакций в каплях, содержащих воду.

«Скорость реакций в каплях в сотни или миллион раз выше, чем дают те же химические вещества, реагирующие в объемном растворе», — сказал Грэм Кукс.

Высокая скорость этих реакций делает ненужными катализаторы, ускоряя реакции и, в случае ранней химии Земли, делая возможной эволюцию жизни.

Десятилетия научных исследований были сосредоточены на выяснении того, как работает этот механизм. Тайна возникновения жизни на Земле может помочь ученым лучше понять, почему это произошло, и направить поиски жизни на других планетах.

Понимание того, как аминокислоты превращаются в белки и, в конечном счете, в формы жизни, революционизирует понимание учеными химического синтеза.

Та же самая химия потенциально может помочь химикам-синтетикам определить и создать новые лекарства и терапевтические методы лечения болезней за счет ускорения ключевых процессов.

Открытие было опубликовано в журнале PNAS.

Смотрите также:
Подписаться
Уведомление о
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии