Sciencemag.cz
Related Articles
Nová studie naznačuje, že vápenaté ionty mohou selektivně ovlivňovat způsob, jakým se tvoří jednoduché polymery.
Jak známo, život využívá pouze jeden ze zrcadlových typů aminokyselin i sacharidů. Vědci z tokijského Institute of Science a dalších institucí nyní zkoumali kyselinu vinnou, jednoduchou molekulu se dvěma chirálními centry, aby zjistil, jak mohlo prostředí na počátku existence Země ovlivnit vznik homochirálních polymerů. Zjistili, že vápník podstatně mění způsob, jakým se molekuly kyseliny vinné spojují.
V nepřítomnosti vápníku čistá levotočivá nebo pravotočivá TA snadno polymerizuje do polyesterů, ale směsi obsahující stejné množství obou forem netvoří polymery snadno. V přítomnosti vápníku se však tento vzorec obrací – vápník zpomaluje polymeraci „čisté“ kyseliny vinné (jednoho z optických izomerů) a zároveň umožňuje polymeraci směsných roztoků. „To naznačuje, že dostupnost vápníku mohla na rané Zemi vytvořit prostředí, kde byly homochirální polymery upřednostňovány nebo znevýhodňovány,“ uvádí spoluautor studie Chen Chen.
Vědci předpokládají, že tento efekt vápníku je dán dvěma mechanismy: zaprvé tím, že se váže s kyselinou vinnou a vytváří krystaly vinanu vápenatého, které selektivně odstraňují z roztoku stejné množství levotočivých i pravotočivých molekul, a zadruhé tím, že mění polymerační chemii zbývajících molekul kyseliny vinné. Tento proces mohl zesílit malé nerovnováhy v chiralitě, což nakonec vedlo k přítomnosti výhradně jednoho z izomerů, kterou lze pozorovat v moderních biomolekulách.
Podle studie je rovněž možné, že polyestery mohly být jedněmi z prvních homochirálních molekul, ještě před RNA, DNA nebo proteiny.
Různá prostředí na rané Zemi mohla ovlivnit vznik jednotlivých typů polymerů. Prostředí chudá na vápník, jako jsou některá jezera nebo rybníky, mohla podporovat vznik homochirálních polymerů, zatímco prostředí bohatá na vápník tvorbu polymerů se smíšenou chiralitou.
Chen Chen et al, Primitive homochiral polyester formation driven by tartaric acid and calcium availability, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2419554122
Zdroj: Institute of Science Tokyo / Phys.org, přeloženo / zkráceno
