Пептиди могат да притежават липсващото звено към живота
September 26, 2020
Учени са открили, че прости пептидни молекули могат да образуват мембрани, които да са от съществено значение за произхода на живота.
Съдържанието на всички живи клетки е заобиколено от мембрани, ограничавайки клетките от заобикалящата ги среда.
Изясняването на произходът на тези мембрани се смята за много важна стъпка при проучванията свързани с произхода на живота, или поне такъв какъвто го познаваме.
Група учени са открили, че прости пептиди могат да се организират в двуслойни мембрани.
Откритието предлага едно „липсващо звено“ между предбиотичната Земята и химическата еволюция, който да ни предоставят важна информация за градивните блокове на живота.
„Показахме, че може да се образува мембрана от пептиди, необходима за създаване на по-сложни структури“, казва Сет Найт, водещ автор в наскоро публикувана книга отAngewandte Chemie организация на немското химическо обществото.
„Какво е интересното в този случай- че тези пептидни мембрани имат потенциала да работят като една комплексна единица, именно като протеин.“
Химикът Ян Лян излага снимки на пептиди, тъй като те обобщават как пептидите се сглобявят самистоятелно в двуслойни мембрани.
Резултатите от тази работа, наскоро бяха публикувани в списание на Американското химическо общество.„Те формират ядра, които после стават шаблони за бъдещ растеж, като пептидите намиращи се в първия слой отблъскват водата“, заявява Лиан.
„След като пептидите формират шаблона, можем да видим как се събират от външните краища на структурата.“В допълнение към предоставянето на улики за произхода на живота, резултатите могат да хвърлят светлина върху протеини, свързани с болестта на Алцхаймер, диабет тип 2, както и десетки други тежки заболявания.
Възможността да се организират тези пептиди в отделни компартменти, по същество е в основата на биологията, такава каквато я познаваме.
От двуслойните фосфолипидни мембрани до информацията, намираща се в ДНК, самостоятелно сглобяване масиви от молекули определят структурата на живота.Но докато фосфолипидите и ДНК са сложни молекули то пептидите се състоят от прости аминокиселини, които изграждат протеините.
Експеримента на Милър-Юри демонстрира през 1953 г., че аминокиселините са могли да бъдат представени в първичната Земя синтезирайки ги от неорганични материали, и доказване, че от прости пептиди може да се постигне и по-сложен молекулен ред.
За да тествате как тази конструкция от пептиди се организира, изследователите са използвали специализирани методи като ядрено-магнитен резонанс (ЯМР), които са били разработени в Emory през последното десетилетие и без които не би могло да бъде проведено проучването.
„Пептидните мембрани са съчетание на сложни структури с клетъчните мембрани на клетката, работещи с различни ензими,“ каза Найт.
„Сега, разбираме, че пептидните мембрани са организирани и на местно ниво като протеин, и искаме да проучим дали е възможно да функционират като един протеин.“„Целта е да насочим молекулите да играят ролята на катализатори при създаване на сложен ред на организация.
„Бихме искали да разберем наистина, как да се изгради нещо подобно отдолу нагоре“, казва Найт.
„Как можем да вземем атоми и да създаваме молекули?
Как можем да получим молекули, които да задържим заедно, за да създадем наномашини, които ще изпълняват специфични задачи, поставени от нас?
“Изследването е част от проекта „The Center for Chemical Evolution“, базиран в Emory и Georgia Tech, за интегрирани научни изследвания, образование и обществени, които информационни емисии фокусират върху проблеми от химията, които могат да доведат до изясняване Произхода на живота.
Ключови думи: Астробиология, Вселена, Космос, Планети, Живот, Произход, Марс, Луна, Европа, Слънце, Астрономия, Геология, Астрохимия, Екзобиология, Космическа биология, БиологияKey words: Astrobiology, Space, Science, Universe, Mars, Exobiology, Saturn, Geology, Biology, Astrochemistry, Sun, Life, Origin, Planets, Astronomy, Moon, Venus