Протеиноиды

Протеиноиды, или термические белки, являются белкоподобными молекулами, образующимися из аминокислот. Сидни В. Фокс первоначально предположил, что они, возможно, были предшественниками первых живых клеток (протоклеток). Термин также использовался в 1960-х годах для описания пептидов, которые короче двадцати аминокислот, обнаруженных в гидролизованном белке, но этот термин больше не используется.

История

Пытаясь раскрыть промежуточные стадии абиогенеза, учёный Сидни В. Фокс в 1950-х и 1960-х годах изучал спонтанное образование пептидных структур в условиях, которые, вероятно, могли существовать в начале истории Земли. Он продемонстрировал, что аминокислоты могут спонтанно образовывать небольшие цепи, называемые пептидами. В одном из своих экспериментов он позволил аминокислотам высохнуть, как будто они растекались по поверхности в теплом сухом месте в условиях существовавших до появления жизни. Он обнаружил, что после высыхания аминокислоты образуют длинные, часто перекрестно соединенные (crosslinked) нитевидные микроскопические полипептидные глобулы, которые он назвал «протеиноидными микросферами»

Полимеризация

Считалось, что абиотическая полимеризация аминокислот в белки посредством образования пептидных связей происходит только при температуре выше 140 ° C. Тем не менее, биохимик Сидни Уолтер Фокс и его коллеги обнаружили, что фосфорная кислота выступает катализатором этой реакции. Они были в состоянии сформировать подобные белку цепи из смеси 18 общих аминокислот при 70 ° C в присутствии фосфорной кислоты, и окрестили эти белокоподобные цепи протеиноидами. Позже Фокс обнаружил природные протеиноиды, похожие на те, которые он создал в своей лаборатории в лаве и пепле из гавайских вулканических жерл, и определил, что присутствующие аминокислоты полимеризуются из-за тепла выделяющихся газов и лавы. С тех пор были найдены и другие катализаторы один из них, карбидиимид амидиния, эффективен в разбавленных водных растворах.

При наличии определённых концентраций в водных растворах протеиноиды образуют небольшие микросферы. Это связано с тем, что некоторые аминокислоты, включенные в протеиноидные цепи, являются более гидрофобными, чем другие, и поэтому протеиноиды группируются вместе, как капли масла в воде.

Фокс считал, что микросферы могли обеспечить клеточный компартмент, в котором органические молекулы могли бы концентрироваться и защищаться от внешней среды в процессе химической эволюции. Протеиноидные микросферы в настоящее время рассматриваются для использования в фармацевтике, обеспечивая микроскопические биоразлагаемые капсулы для упаковки и доставки пероральных лекарств.

В другом эксперименте, используя подобный метод, чтобы установить подходящие условия для жизни, Фокс собрал вулканический материал из шлакового конуса на Гавайях. Он обнаружил, что температура была выше 100 °C (212 °F) всего на 4 дюйма (100 мм) ниже поверхности конуса шлака, и предположил, что это могла быть среда, в которой была создана жизнь — могли образоваться молекулы и затем был вымыт сквозь сыпучий вулканический пепел в море. Он поместил кусочки лавы над аминокислотами, полученными из метана, аммиака и воды, стерилизовал все материалы и запек лаву над аминокислотами в течение нескольких часов в стеклянной печи. Коричневое липкое вещество образовалось на поверхности, и когда лава была залита стерилизованной водой, из неё выщелачивалась густая коричневая жидкость. Оказалось, что аминокислоты объединились, чтобы сформировать протеиноиды, и протеиноиды объединились, чтобы сформировать маленькие сферы. Фокс назвал эти структуры «микросферы». Его протобионты не были клетками, хотя они образовывали комки и цепи, напоминающие бактерии.

См. также

• Коацерват
• Возникновение жизни

Ссылки

• Протеиноиды