KARABAS интернет-магазин
it-решений
Alexandr Yaovlev 20 Dec 2023 Alexandr Yaovlev 338

Почему аминокислоты, составляющие белки, сосредоточены в космосе? В Технологическом институте Токио раскрыли часть этой загадки.

Почему аминокислоты, составляющие белки, сосредоточены в космосе? В Технологическом институте Токио раскрыли часть этой загадки.


Открытие новой химической реакции, связанной с аминокислотами

Токийский технологический университет (Tokyo Tech) объявил, что 18 декабря совершил открытие новой водно-химической реакции, которая разлагает аминокислоты, составляющие белки, в зависимости от электрохимических условий. Это открытие может помочь объяснить, почему аминокислоты, необходимые для создания жизни, обильно присутствуют только в определенной группе метеоритов, известных как "углеродные хондриты" (CC).


О токийском вузе и его исследованиях

Результаты исследований были проведены командой исследователей под руководством профессора Ямей Ли, профессора Хироси Курогавы и профессора Ясуито Секинэ из Института исследования жизни и науки о Земле (ELSI) в Токийском технологическом университете. Подробности опубликованы в открытом журнале "Science Advances", изданном Американской ассоциацией для продвижения науки.


Аминокислоты в метеоритах

Метеориты CC, которые служат "капсулами времени", записывающими историю первых нескольких миллионов лет Солнечной системы, и образцы астероида Рюгу универсально содержат аминокислоты, необходимые для создания жизни. Также были обнаружены многие другие компоненты жизни, включая другие аминокислоты, нуклеиновые кислоты, сахара и карбоновые кислоты. Метеориты CC богаты на органические вещества и содержат много воды. Поэтому считается, что они могли быть важным источником воды и органических веществ на ранней Земле, что является двумя важными предварительными условиями для начала жизни.


Химия аминокислот

Однако не все органические вещества, содержащиеся в CC, связаны с жизнью. Аминокислоты, составляющие белки, все являются α-аминокислотами, но среди аминокислот CC есть такие, как γ-аминомасляная кислота и β-аланин, в которых аминогруппа связана с углеродом, отличным от α. Эти аминокислоты, не связанные с белками, часто идентифицируются в CC, но не используются в современной жизни и не способствовали зарождению жизни.


Реакция разложения аминокислот

Исследователи говорят, что недавно стало ясно, что аминокислотное распределение в различных образцах CC существенно различается. В частности, "петрологические типы 1" CC, которые испытали сильные водные изменения, содержат мало аминокислот, составляющих белки, и γ-аминомасляная кислота и β-аланин являются основными аминокислотами. Это наблюдается также в образцах Рюгу, которые прошли сильные водные изменения, и указывает на то, что химические процессы, вызванные водными изменениями, создали наблюдаемое распределение аминокислот. Однако до сих пор не было выяснено, какие водно-химические процессы могут объяснить эти аналитические результаты, поэтому команда исследователей попыталась выяснить пути реакции разложения аминокислот, составляющих белки, в зависимости от электрохимических условий.


Аминокислоты и астероиды

В результате исследования удалось установить путь реакции разложения аминокислот, составляющих белки. В ходе этого исследования исследовательская группа предложила путь, который сочетает в себе реакцию редукции аминокислот, происходящую в мантии, богатой водой, и реакцию гидролиза, происходящую в каменном ядре. В результате моделирования предложенной реакции было обнаружено, что две аминокислоты, составляющие белки, глутамат и аспарагинская кислота, разлагаются на небелковые аминокислоты (γ-аминомасляная кислота и β-аланин) в присутствии катализаторов, таких как сульфид железа и сульфид никеля.


Распределение аминокислот

Этот результат хорошо объясняет аналитические результаты, показывающие, что небелковые аминокислоты преобладают в образцах Рюгу и CC, которые прошли сильные водные изменения, в то время как белковые аминокислоты более обильны в CC, которые не прошли сильного водного изменения.


Новая эволюционная модель

Кроме того, исследовательская группа предложила новую эволюционную модель для объяснения химической неоднородности между различными группами CC (CM, CI, CR). Они предположили, что родительская планета, ледяной астероид, прошла дифференциацию воды и камней, что привело к значительному химическому и окислительно-восстановительному градиенту внутри тела. Аминокислоты хорошо сохраняются в ядре, но разлагаются в мантии. Эти тела перемещаются внутрь Солнечной системы, и столкновения и разрушения этих тел приводят к образованию астероидов с совершенно разным распределением аминокислот. Разделение между каменным ядром и водной мантией может объяснить, по крайней мере, часть неоднородности аминокислот между группами CM, CI, CR и Рюгу.


Применение исследований

Путь реакции сильно зависит от катализирующего минерала и условий окисления / восстановления. Исследовательская группа отмечает, что это исследование предоставляет основание для использования комбинаций минералов и органических веществ для расшифровки истории химической эволюции вселенной и может быть применено для понимания х