Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vědci připravili malou molekulu, která by mohla ukazovat, jak asi vypadaly počátky života – ve smyslu primitivního metabolismu. Jednoduchý peptid nazvaný Nickelback dokáže fungovat jako enzym s účinností připomínající mnohem delší proteiny.
Peptid se skládá z 13 aminokyselin a podle vědců jde ještě o molekulu dostatečně jednoduchou na to, aby se mohla sama sestavit v prebiotické polévce. Nějaké protobuňky mohly podobné peptidy využívat a syntetizovat zřejmě bez toho, že by pro ně měly zápis v genetickém kódu (poznámka: i dnes se v organismech velmi jednoduché peptidy ještě syntetizují přímo, nikoliv na RNA). Klíčové přitom je, že Nickelback funguje jako účinná hydrogenáza, srovnatelná s velkými enzymy Ni-Fe hydrogenázou (PDB ID: 5XLE) a Acetylkoenzym A syntázou (PDB ID: 1RU3). Není to náhoda, autoři výzkumu právě kombinací těchto enzymů svou molekulu navrhli – tak, aby byla účinná a zároveň co nejmenší.
Aktivním bodem molekuly jsou atomy niklu, které přitahují protony i elektrony a produkují plynný vodík; ten mohl sloužit jako základní zdroj energie pro metabolismus. Reakcí vodíku a oxidu uhličitého se také vytvářela vlastní organická hmota (fotosyntéza vlastně dodnes funguje stejně). Nikl byl v prostředí pozemských oceánů před nějakými 3,8 miliardami let zřejmě také dobře dostupný.
Samozřejmě těžko (ba až snad nemožno) dokázat, že zrovna přesně taková molekula se uplatnila při vzniku života, celé to slouží pouze jako příklad. Na detekci jednoduchých peptidů bychom se ale mohli soustředit i při pátrání po životě ve vesmíru – jejich přítomnost by snad mohla odpovídat, že jsme se trefili právě do okamžiku, kdy by život mohl vznikat.
Peptid Nickelback: atomy dusíku v páteři (modrá) molekuly propojené dvěma atomy niklu (oranžová). Kredit: Nanda Laboratory
Kredit: Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.abq1990
Jennifer Timm et al, Design of a Minimal di-Nickel Hydrogenase Peptide, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.abq1990. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq1990
Zdroj: Rutgers University / Phys.org
Poznámka PH: S niklem se pak dělo co? Nějak se jeho koncentrace ve vodě snižovala po vzniku kyslíkové atmosféry, podobně jako z oceánu vymizely soli dvojmocného železa a manganu?
Vědci říkají: „podle vědců jde ještě o molekulu dostatečně jednoduchou na to, aby se mohla sama sestavit v prebiotické polévce.“
Matematika říká: Kombinace n=13 a k=300 (cca kolik je aminokyselin) = 1.9668791957704×10^22 kombinací.