Peptydy – krótkie łańcuchy aminokwasów – są w stanie zachować stabilność i tworzyć złożone struktury w stężonym kwasie siarkowym – wynika z badań opublikowanych w czasopiśmie PNAS. Odkrycie to rzuca nowe światło na możliwości istnienia chemii organicznej np. w chmurach Wenus albo na planetach pozasłonecznych.
– Czy życie w stężonym kwasie siarkowym jest możliwe? Pewnie większość naukowców odpowiedziałaby, że nie. Ale w nauce demokracji nie ma. Jedyną rzeczą, która jest w niej ważna, to podążanie za tym, dokąd prowadzą nas dane i wyniki eksperymentalne, oraz modyfikowanie modeli i hipotez zgodnie z nimi – powiedział dr Janusz Pętkowski z Politechniki Wrocławskiej.
Stężony kwas siarkowy
W artykule zaprezentowanym na łamach czasopisma PNAS zespół badaczy – w tym dr Pętkowski – przedstawił wyniki eksperymentów, które pokazują, że nawet utworzone ze zwykłych ziemskich aminokwasów peptydy są w stanie zachować stabilność w stężonym kwasie siarkowym – o ile nie ma tam dostępu do wody.
To o tyle istotna wiadomość, że stężony kwas siarkowy tworzy np. chmury na planecie Wenus. – A chmury Wenus to paradoksalnie być może jedno z najbardziej stabilnych środowisk w Układzie Słonecznym – skomentował Pętkowski. Wyjaśnił, że chmury te – zbudowane z kropelek stężonego kwasu siarkowego, 98 proc. – są trwałe i pokrywają planetę całkowicie. Powierzchnia planety jest tak gorąca, że kwas paruje, zanim do niej dotrze (tzw. zjawisko virga). – Jeśli chmury są tak stare jak planeta i istnieją od 4,5 miliarda lat, to stanowią niezwykle stabilne środowisko, w którym być może chemia organiczna ma czas przekształcić się w coś bardziej złożonego – wyraził nadzieję dr Pętkowski. Nowe możliwości poszukiwania życia wiążą się nie tylko z Wenus, ale i z innymi planetami skalistymi, na których kwas siarkowy jest dominującą cieczą.
Dla życia na Ziemi stężony kwas siarkowy jest zabójczy. Kwas ten niszczy bowiem cukry, stanowiące podstawę RNA i DNA (rybozę i deoksyrybozę) oraz będące źródłem energii w komórkach, a także tnie białka na małe fragmenty. – To, że w warunkach ziemskich kwas niszczy peptyd i tnie go na pojedyncze aminokwasy, wynika jednak zwykle z obecności wody, która dokonuje hydrolizy białek. Kwas jest tylko katalizatorem tego rozpadu, a woda jest tym „niszczącym” związkiem chemicznym – wyjaśnił Pętkowski. – Poprzez kolejne badania powoli udowadniamy, że sam kwas siarkowy jest tak naprawdę bardzo dobrym rozpuszczalnikiem dla niektórych związków chemii organicznej – dodał. Tyle że musiałaby to być chemia organiczna inna od ziemskiej.
Specyficzne struktury
Eksperymenty pokazały, że peptydy w kwasie siarkowym zwijają się w bardzo specyficzne struktury. A to istnienie zdefiniowanych struktur pozwala pełnić zróżnicowane funkcje biologiczne.
– Spodziewaliśmy się, że kwas siarkowy w najlepszym razie „ugotuje” ten polimer – peptyd przybierze więc formę giętkiej nitki spaghetti, bez stabilnego kształtu. Tymczasem obecność kwasu siarkowego wręcz pomaga peptydom się zwijać do takiej formy, w której poszczególne fragmenty polimeru oddziałują ze sobą nawzajem. To struktury inne niż w wodzie, ale stabilne – wyjaśnił badacz.
– Nasze peptydy nie mają w tym momencie funkcji biologicznej. Następnym etapem będzie sprawdzenie, czy mogą one katalizować reakcje chemiczne, wiązać jony metali czy oddziaływać z innymi cząsteczkami – dodał dr Pętkowski. I oceniła, że może być to początek nowego obszaru wiedzy – biochemii w kwasie siarkowym.
– To, jak wygląda życie na Ziemi, jest wypadkową wynikającą z warunków środowiska na naszej planecie, a nie wzorcem, który należy przykładać do wszystkich środowisk planetarnych w galaktyce. Nie należy oczekiwać, że naszą ziemską biochemię można przetransferować na Marsa czy Wenus – podsumował Pętkowski.
Wyniki te nie oznaczają jeszcze, że życie w stężonym kwasie siarkowym istnieje, ale za to znikła złudna pewność, że nie może tam powstać i trwać. Badacze pokazują więc nieoczywiste rozpuszczalniki, potencjalnie powszechne w galaktyce, które mogą tworzyć środowisko, w którym skomplikowana chemia organiczna ma szansę przetrwać.
Źródło: www.naukawpolsce.pl, fot. Kevin M. Gill, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons
