R. Graham Cooks, l'illustre professore di chimica Henry B. Hass, e il suo ricercatore post-dottorato Lingqi Qiu hanno prove sperimentali che il passaggio chiave nella formazione delle proteine ​​può avvenire in goccioline di acqua pura e hanno recentemente pubblicato questi risultati nel Atti dell'Accademia nazionale delle scienze .

In questo passaggio chiave, gli amminoacidi vengono disidratati (perdono acqua) anche se si trovano in una soluzione acquosa, un paradosso risolto dal fatto che le superfici di queste goccioline sono insolitamente secche e altamente acide. In queste condizioni, gli amminoacidi si collegano tra loro per creare peptidi, un passo fondamentale verso la formazione delle proteine ​​e, infine, degli organismi viventi.

Un aspetto cruciale della scoperta è che la naturale struttura “levogira” degli aminoacidi viene mantenuta durante tutto questo processo. Ciò porta alla formazione di peptidi chirali puri con la stessa mano a "L". Gli autori hanno identificato un composto specifico, l'ossazolidinone, come intermedio cruciale in questa reazione.

Inoltre, hanno scoperto che questa reazione di disidratazione non è limitata alle goccioline microscopiche. Ciò avviene anche su scala più ampia (centimetro), come dimostrato in un esperimento di laboratorio a partire dall'intermedio ossazolidinone. Questa reazione su larga scala rispecchia la chimica delle microgocce ed è anche analoga ai cicli umido-asciutto ben studiati che si suggerisce avvengano nelle piscine idrotermali e sulle coste marine. Questa connessione collega la formazione di peptidi negli aerosol e in ambienti prebiotici più estesi.

Lo studio aggiunge ulteriore evidenza al fatto che la superficie delle gocce d’acqua rappresenta un sistema fisico e chimico attivo unico. Sono presenti campi elettrici molto elevati e un'estrema acidità che guidano la disidratazione degli amminoacidi per formare peptidi. Gli studi sulla chimica delle interfacce delle gocce d'acqua offrono nuove informazioni sulle prime fasi dell'evoluzione chimica della vita.

Gli autori riconoscono le preziose discussioni con i ricercatori associati della Purdue Dylan T. Holden e Nicolás M. Morato.

Ulteriori informazioni: Lingqi Qiu et al, Estensione della catena peptidica mediata da ossazolone e omochiralità in microgocce acquose, Atti dell'Accademia nazionale delle scienze (2024). DOI:10.1073/pnas.2309360120

Informazioni sul giornale: Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze

Fornito dalla Purdue University