peptidi, uno dei mattoni fondamentali della vita, possono formarsi dai primitivi precursori degli amminoacidi in condizioni simili a quelle attese sulla Terra primordiale, trova un nuovo studio UCL.

Le scoperte, pubblicato in Natura , potrebbe essere un pezzo mancante del puzzle di come si è formata la vita.

"Peptidi, che sono catene di amminoacidi, sono un elemento assolutamente essenziale di tutta la vita sulla Terra. Formano il tessuto delle proteine, che fungono da catalizzatori per processi biologici, ma essi stessi richiedono enzimi per controllare la loro formazione dagli amminoacidi, " ha spiegato l'autore principale dello studio, Dr. Matthew Powner (Chimica dell'UCL).

"Quindi abbiamo avuto un classico problema con la gallina e l'uovo:come sono stati prodotti i primi enzimi?"

Lui e il suo team hanno dimostrato che i precursori degli amminoacidi, chiamati aminonitrili, può essere facilmente e selettivamente trasformato in peptidi in acqua, sfruttando la propria reattività innata con l'aiuto di altre molecole presenti negli ambienti primordiali.

"Molti ricercatori hanno cercato di capire come si sono formati per la prima volta i peptidi per aiutare lo sviluppo della vita, ma quasi tutta la ricerca si è concentrata sugli amminoacidi, quindi la reattività dei loro precursori è stata trascurata, " ha detto il dottor Powner.

I precursori, aminonitrili, richiedono condizioni difficili, tipicamente fortemente acido o alcalino, per formare amminoacidi. E poi gli amminoacidi devono essere ricaricati di energia per produrre peptidi. I ricercatori hanno trovato un modo per aggirare entrambi questi passaggi, produrre peptidi direttamente da aminonitrili ricchi di energia.

Hanno scoperto che gli aminonitrili hanno la reattività innata per ottenere la formazione di legami peptidici in acqua con maggiore facilità rispetto agli aminoacidi. Il team ha identificato una sequenza di semplici reazioni, combinando idrogeno solforato con aminonitrili e un altro substrato chimico ferricianuro, per produrre peptidi.

"Sintesi controllata, in risposta a stimoli ambientali o interni, è un elemento essenziale della regolazione metabolica, quindi pensiamo che la sintesi dei peptidi potrebbe essere stata parte di un ciclo naturale che ha avuto luogo nella primissima evoluzione della vita, " disse Pierre Canavelli, il primo autore dello studio che lo ha completato mentre era all'UCL.

Le molecole che servivano come substrati per aiutare la formazione dei legami ammidici negli esperimenti vengono degassate durante il vulcanismo ed è probabile che fossero tutte presenti sulla Terra primordiale.

"Questa è la prima volta che è stato dimostrato in modo convincente che i peptidi si formano senza l'uso di aminoacidi nell'acqua, utilizzando condizioni relativamente delicate che potrebbero essere disponibili sulla Terra primitiva, " ha detto il co-autore Dr. Saidul Islam (UCL Chemistry).

I risultati possono essere utili anche nel campo della chimica di sintesi, poiché la formazione del legame ammidico è essenziale per molti materiali sintetici importanti dal punto di vista commerciale, composti bioattivi e prodotti farmaceutici. Il metodo utilizzato in questo studio è chimicamente non convenzionale ma segue un percorso per legare (unire insieme) i peptidi che imita i processi biologici, a differenza dei percorsi di costruzione di peptidi più comunemente usati nei laboratori di chimica che corrono nella direzione opposta e richiedono reagenti costosi e dispendiosi.

Il team di ricerca sta portando avanti i propri studi cercando altri percorsi verso i peptidi utilizzando aminonitrili, e studiando le proprietà funzionali dei peptidi che i loro esperimenti hanno prodotto, per capire meglio come avrebbero potuto aiutare a dare il via alla vita 4 miliardi di anni fa.