Persoalan bagaimana kehidupan pertama kali muncul di Bumi adalah misteri yang berterusan
Salah satu aspek misteri yang lebih menakutkan berkaitan dengan peptida dan enzim, yang jatuh ke dalam situasi "ayam dan telur". Mengatasi hal ini, sekumpulan penyelidik dari University College London (UCL) baru-baru ini melakukan kajian yang secara berkesan menunjukkan bahawa peptida boleh terbentuk dalam keadaan
Kajian yang memperincikan penemuan mereka baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal ilmiah Alam semula jadi. Pasukan penyelidik diketuai oleh Dr. Matthew Powner, Pembaca Kimia Organik dengan Jabatan Kimia UCL, dan termasuk Pierre Canavelli dan Dr. Saidul Islam - keduanya adalah penyelidik di Bahagian Kimia Organik dan Biologi UCL.
Seperti yang dijelaskan oleh Powner mengenai tujuan kajian mereka dalam wawancara baru-baru ini dengan UCL News:
"Peptida, yang merupakan rantai asid amino, adalah elemen yang sangat penting bagi semua kehidupan di Bumi. Mereka membentuk kain protein, yang berfungsi sebagai pemangkin proses biologi, tetapi mereka sendiri memerlukan enzim untuk mengawal pembentukannya dari asid amino. Oleh itu, kami menghadapi masalah ayam dan telur klasik - bagaimana enzim pertama dibuat? "
Seperti yang mereka nyatakan dalam kajian mereka, banyak penelitian di masa lalu telah didedikasikan untuk mengetahui bagaimana peptida pertama kali terbentuk dan memungkinkan munculnya kehidupan. Walau bagaimanapun, semua penyelidikan terdahulu memberi tumpuan kepada asid amino, bukannya kereaktifan pendahulunya kimianya (dikenali sebagai aminonitril).
Walaupun aminonitril memerlukan keadaan yang keras untuk membentuk asid amino (biasanya sangat berasid atau alkali), asid amino perlu diisi semula dengan tenaga untuk membentuk peptida. Walau bagaimanapun, para penyelidik menemui cara untuk memotong kedua-dua langkah ini dengan menunjukkan bahawa peptida dapat dibuat secara langsung dari aminonitril yang kaya dengan tenaga.
Kaedah mereka memanfaatkan reaktiviti bawaan aminonitril dengan molekul-molekul lain yang merupakan bahagian dari persekitaran primordial Bumi. Prosesnya terdiri daripada menggabungkan hidrogen sulfida dengan aminonitril dan ferricyanide substrat kimia ([Fe (CN)6]3?) di dalam air, yang menghasilkan peptida.
Apa yang ditunjukkan ini adalah bahawa aminonitril mampu mencapai pembentukan ikatan peptida di dalam air sendiri, dan dengan lebih senang daripada asid amino. Di samping itu, ia menunjukkan bahawa ini boleh berlaku di tengah-tengah keadaan dan bahan kimia yang dikeluarkan semasa letusan gunung berapi dan yang mungkin terdapat di Bumi berbilion tahun yang lalu. Kata Pierre Canavelli, pengarang pertama kajian:
"Sintesis terkawal, sebagai tindak balas terhadap rangsangan persekitaran atau dalaman, adalah elemen penting dari regulasi metabolik, jadi kami berpendapat bahawa sintesis peptida mungkin merupakan bagian dari siklus semula jadi yang terjadi pada evolusi kehidupan yang sangat awal."
"Ini adalah pertama kalinya peptida terbukti meyakinkan terbentuk tanpa menggunakan asid amino di dalam air, menggunakan keadaan yang agak lembut yang mungkin ada di Bumi primitif," tambah pengarang bersama Dr. Saidul Islam.
Penemuan ini boleh memberi implikasi yang signifikan terhadap kajian abiogenesis, serta pencarian kehidupan di planet ekstrasur. Mereka juga berguna untuk bidang kimia sintetik kerana pembentukan ikatan amida sangat penting untuk pembuatan bahan sintetik, bioaktif. Berbanding dengan proses kimia konvensional yang digunakan secara komersial, kaedah baru ini lebih cekap dan lebih menjimatkan kos.
Ke depan, pasukan penyelidik berusaha untuk melanjutkan kajian mereka dengan mencari cara lain di mana aminonitril dapat menyebabkan peptida. Mereka juga sedang menyiasat sifat fungsional peptida yang dihasilkan oleh eksperimen mereka dengan harapan dapat memahami dengan lebih baik bagaimana mereka dapat membantu mencetuskan pembentukan kehidupan di Bumi. 4 bilion tahun yang lalu.
Setelah banyak generasi berusaha (dan gagal) mencipta semula blok bangunan kehidupan, mungkinkah para saintis hanya mengalaminya
