Team udvider forskningen i vanddråbegrænseflader, der tilbyder den hemmelige ingrediens til at bygge liv

R. Graham Cooks, Henry B. Hass anerkendte professor i kemi og hans postdoktorale forsker Lingqi Qiu har eksperimentelle beviser for, at nøgletrinnet i proteindannelse kan forekomme i dråber rent vand, og har for nylig offentliggjort disse resultater i Proceedings of the National Academy of Sciences .

I dette nøgletrin er aminosyrer dehydreret (de mister vand), selvom de er i en vandopløsning, et paradoks, der løses ved, at disse dråbeoverflader er usædvanligt tørre og meget sure. Under disse forhold forbindes aminosyrer med hinanden for at skabe peptider, et grundlæggende skridt i retning af at danne proteiner og i sidste ende levende organismer.

Et afgørende aspekt af opdagelsen er, at den naturlige "venstrehåndede" struktur af aminosyrer opretholdes under hele denne proces. Dette fører til dannelsen af ​​rene chirale peptider med den samme "L" håndhed. Forfatterne identificerede en specifik forbindelse, oxazolidinon, som et afgørende mellemprodukt i denne reaktion.

Yderligere fandt de ud af, at denne dehydreringsreaktion ikke er begrænset til mikroskopiske dråber. Det sker også på en større (centimeter) skala, som vist i et laboratorieeksperiment, der starter med oxazolidinon-mellemproduktet. Denne reaktion i større skala afspejler mikrodråbekemien og er også analog med de velundersøgte våd-tør-cyklusser, der foreslås at forekomme i hydrotermiske pools og kyster. Denne forbindelse forbinder peptiddannelse i aerosoler og i mere omfattende, præbiotiske miljøer.

Undersøgelsen tilføjer beviserne for, at overfladen af ​​vanddråber repræsenterer et unikt aktivt fysisk og kemisk system. Til stede er meget høje elektriske felter og ekstrem surhed, der driver dehydrering af aminosyrer til dannelse af peptider. Studier af kemien ved vanddråbegrænseflader giver ny indsigt i de tidlige stadier af livets kemiske udvikling.

Forfatterne anerkender værdifulde diskussioner med Purdue forskningsmedarbejdere Dylan T. Holden og Nicolás M. Morato.

Flere oplysninger: Lingqi Qiu et al, Oxazolon-medieret peptidkædeforlængelse og homokiralitet i vandige mikrodråber, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2309360120

Journaloplysninger: Proceedings of the National Academy of Sciences

Leveret af Purdue University