Asal usul wawasan kehidupan: peptida dapat terbentuk tanpa asam amino

Asal usul wawasan kehidupan: peptida dapat terbentuk tanpa asam amino

Peptida, salah satu blok pembentuk kehidupan yang mendasar, dapat dibentuk dari prekursor asam amino primitif dalam kondisi yang mirip dengan yang diperkirakan di Bumi purba, menemukan studi UCL baru.

Temuan itu, yang diterbitkan di Nature , bisa menjadi bagian yang hilang dari teka-teki tentang bagaimana kehidupan pertama kali terbentuk.

“Peptida, yang merupakan rantai asam amino, adalah elemen yang sangat penting dari semua kehidupan di Bumi. Mereka membentuk jalinan protein, yang berfungsi sebagai katalis untuk proses biologis, tetapi mereka sendiri membutuhkan enzim untuk mengontrol pembentukannya dari asam amino,” menjelaskan penulis utama studi ini, Dr. Matthew Powner (Kimia UCL).

“Jadi kita punya masalah pertanyaan tentang ayam-dan-telur yang klasik — bagaimana enzim pertama kali dibuat?”

Dia dan timnya telah menunjukkan bahwa prekursor asam amino, yang disebut aminonitril, dapat dengan mudah dan selektif berubah menjadi peptida dalam air, mengambil keuntungan dari reaktivitas bawaan mereka sendiri dengan bantuan molekul lain yang ada di lingkungan purba.

“Banyak peneliti telah berusaha memahami bagaimana peptida pertama kali dibentuk untuk membantu kehidupan berkembang, tetapi hampir semua penelitian telah berfokus pada asam amino, sehingga reaktivitas prekursor mereka diabaikan,” kata Dr. Powner.

Prekursor, aminonitril, membutuhkan kondisi yang keras , biasanya sangat asam atau basa, untuk membentuk asam amino. Dan kemudian asam amino harus diisi ulang dengan energi untuk membuat peptida. Para peneliti menemukan cara untuk memotong kedua langkah ini, membuat peptida langsung dari aminonitril yang kaya energi.


Mereka menemukan bahwa aminonitril memiliki reaktivitas bawaan untuk mencapai pembentukan ikatan peptida dalam air dengan lebih mudah daripada asam amino. Tim mengidentifikasi serangkaian reaksi sederhana, menggabungkan hidrogen sulfida dengan aminonitril dan substrat kimia lain ferricyanide, untuk menghasilkan peptida.

“Sintesis terkontrol, sebagai respons terhadap rangsangan lingkungan atau internal, adalah elemen penting dari regulasi metabolisme, jadi kami berpikir bahwa sintesis peptida bisa menjadi bagian dari siklus alami yang terjadi dalam evolusi kehidupan yang sangat awal,” kata Pierre Canavelli, penulis studi pertama yang menyelesaikannya saat di UCL.

Molekul-molekul yang berfungsi sebagai substrat untuk membantu pembentukan ikatan amida dalam percobaan lebih besar daripada saat vulkanisme dan semua kemungkinan telah ada di awal Bumi.

“Ini adalah pertama kalinya peptida ditunjukkan secara meyakinkan untuk terbentuk tanpa menggunakan asam amino dalam air, menggunakan kondisi yang relatif lembut yang mungkin tersedia di Bumi purba,” kata rekan penulis Dr. Saidul Islam (UCL Chemistry).


Temuan ini juga dapat berguna untuk bidang kimia sintetis, karena pembentukan ikatan amida sangat penting untuk banyak bahan sintetis yang penting secara komersial, senyawa bioaktif dan obat-obatan. Metode yang digunakan dalam penelitian ini secara kimiawi tidak konvensional tetapi mengikuti jalur untuk mengikat (bergabung bersama) peptida yang meniru proses biologis , tidak seperti jalur pembangun peptida yang lebih umum digunakan di laboratorium kimia yang berjalan di arah yang berlawanan dan membutuhkan reagen yang mahal dan boros.

Tim peneliti sedang melanjutkan studi mereka dengan mencari jalur lain untuk peptida menggunakan aminonitril, dan menyelidiki sifat fungsional peptida yang telah dihasilkan percobaan mereka, untuk lebih memahami bagaimana mereka dapat membantu memulai kehidupan 4 miliar tahun yang lalu.

oleh University College London

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *