Os peptídeos, um dos blocos fundamentais da vida, podem ser formados a partir dos primitivos precursores de aminoácidos sob condições similares às esperadas na Terra primordial, encontra um novo estudo da UCL.
As descobertas, publicadas na Nature, poderiam ser uma peça que faltava no quebra-cabeça de como a vida se formou.
“Peptídeos, que são cadeias de aminoácidos, são um elemento absolutamente essencial de toda a vida na Terra. Eles formam o tecido de proteínas, que servem como catalisadores de processos biológicos, mas eles próprios requerem enzimas para controlar sua formação a partir de aminoácidos”. explicou o principal autor do estudo, Dr. Matthew Powner (UCL Chemistry).
“Então tivemos um problema clássico de ovo e galinha – como as primeiras enzimas foram feitas?”
Ele e sua equipe demonstraram que os precursores de aminoácidos, chamados aminonitrilos, podem ser facilmente e seletivamente transformados em peptídeos na água, aproveitando sua própria reatividade interna com a ajuda de outras moléculas que estavam presentes em ambientes primordiais.
“Muitos pesquisadores procuraram entender como os peptídeos se formaram para ajudar a vida a se desenvolver, mas quase toda a pesquisa se concentrou em aminoácidos, então a reatividade de seus precursores foi negligenciada”, disse Powner.
Os precursores, os aminonitrilos, requerem condições severas, tipicamente fortemente ácidas ou alcalinas, para formar aminoácidos. E então os aminoácidos devem ser recarregados com energia para produzir peptídeos. Os pesquisadores descobriram uma maneira de contornar esses dois passos, produzindo peptídeos diretamente de aminonitrilos ricos em energia.
Eles descobriram que os aminonitrilos têm a reatividade inata para conseguir a formação de ligações peptídicas em água com maior facilidade do que os aminoácidos. A equipe identificou uma seqüência de reações simples, combinando sulfeto de hidrogênio com aminonitrilas e outro ferricianeto de substrato químico, para produzir peptídeos.
“A síntese controlada, em resposta a estímulos ambientais ou internos, é um elemento essencial da regulação metabólica, por isso achamos que a síntese de peptídeos poderia ter sido parte de um ciclo natural que ocorreu na evolução inicial da vida”, disse Pierre Canavelli, o primeiro autor do estudo que completou enquanto na UCL.
As moléculas que serviram como substratos para ajudar na formação das ligações de amida nos experimentos são liberadas durante o vulcanismo e é provável que estejam presentes na Terra primitiva.
“Esta é a primeira vez que os peptídeos se mostraram convincentemente formados sem o uso de aminoácidos na água, usando condições relativamente suaves que podem estar disponíveis na Terra primitiva”, disse o co-autor Dr. Saidul Islam (UCL Chemistry).
Os resultados também podem ser úteis para o campo da química sintética, pois a formação de ligação amida é essencial para muitos materiais sintéticos comercialmente importantes, compostos bioativos e produtos farmacêuticos. O método usado neste estudo é quimicamente não convencional, mas segue um caminho para ligar (unir) peptídeos que imitam os processos biológicos, ao contrário das vias de construção de peptídeos mais comumente usadas em laboratórios de química que correm na direção oposta e requerem reagentes dispendiosos e dispendiosos.
A equipe de pesquisa está aprofundando seus estudos procurando outras vias para peptídeos usando aminonitrilas, e investigando as propriedades funcionais dos peptídeos que seus experimentos produziram, para entender melhor como eles poderiam ter ajudado a impulsionar a vida de 4 bilhões de anos atrás.
Publicado em 10/07/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-07-life-insight-peptides-amino-acids.html
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