Hayatın Yapıtaşı Peptitler; Amino Asitler Olmadan da Oluşabilir

Yaşamın temel yapı taşlarından biri olan peptitler, yeni çalışmalar göre aminoasitlerin ilkel öncülerinden oluşturulabilir. University Colloge London tarafından yapılan bu yeni çalışmaya göre aminoasitlerin önci birliği olan aminonitritlerden sulu ortamda peptitler oluşabilmekte.

Peptitler  amino asitlerden oluşan zincirlerdir. Biyolojik işlemler için katalizör görevi gören proteinlerin dokusunu oluştururlar. Yani, yaşamın temel unsuru peptitler tarafından oluşturulur.

Aminonitritler ise, aminoasitlerin ilkel öncüleri olarak kabul edilmektedir. Ortamda bulunan bir çok moleküllerin yardımıyla suda kolayca ve seçiçi bir şekilde peptitlere dönüşebildikleri gözlemlenmiştir. Bu gözlem UCL’de kimyacı Dr. Matthew Powner ve ekibi tarfından kontrollü ortamlarda gerçekleştirilmiş ve doğada yaşamın nasıl başladığına dair soruların yanıtları niteliğini taşımaktadır.

Dr Powner, “Birçok araştırmacı, ilk önce yaşamın gelişmesine yardımcı olmak için önce peptitlerin nasıl oluştuğunu anlamaya çalıştı, ancak araştırmanın neredeyse tamamı amino asitlere odaklandı, bu yüzden öncüllerinin reaktivitesi göz ardı edildi.” demektedir.

Öncüler, aminonitriller, amino asitleri oluşturmak için tipik olarak kuvvetli asidik veya sert alkalin koşullarda çalışmaktadır. Sonrasında ise amino asitler, peptidleri oluşturabilmek için yüksek enerjiye ihtiyaç duyarlar. Araştırmacılar peptidleri doğrudan enerji zengini aminonitrillerden elde ederek bu adımların her ikisini de atlamanın bir yolunu buldular.


Kısa Yoldan Peptit

Aminonitrillerin, suda amino asitlerden daha kolay bir şekilde peptid bağı oluşumunu sağlamak için doğal reaktiviteye sahip olduklarını bulan Ekip, peptitleri elde etmek için hidrojen sülfürü aminonitrillerle ve başka bir kimyasal substrat olan ferrisiyanitle birleştiren bir dizi basit reaksiyon tanımladı.

Çalışmanın ilk yazarlarından Pierre Canavelli, “Çevresel ya da iç uyaranlara cevap olarak kontrollü sentez, metabolik düzenlemenin temel bir unsurudur, bu nedenle peptid sentezinin, yaşamın çok erken evriminde meydana gelen doğal bir döngünün parçası olabileceğini düşünüyoruz” dedi.

Deneylerde amid bağlarının oluşumuna yardımcı olman substratlar olarak görev yapan moleküller, Dünya’nın erken dönemlerinde mevcut olması muhtemeldir.

UCL’de kimyager olarak görevli yardımcı yazar Dr Saidul İslam, “Bu ilk kez peptitlerin, ilkel Dünya’da bulunabilecek muhtemel yumuşak koşulları kullanarak sudaki amino asitleri kullanmadan oluştukları konusunda ikna edici bir şekilde ortaya çıktığını gösterdi.” şeklinde durumu izah etmektedir.

Bulgular aynı zamanda sentetik kimya alanında da faydalı olabilir, çünkü amid bağı oluşumu ticari olarak önemli birçok sentetik malzeme, biyoaktif bileşikler ve farmasötikler için zorunludur. Bu çalışmada kullanılan yöntem kimyasal olarak geleneksel değildir, ancak ters yönde çalışan ve pahalı ve atık reaktifler gerektiren kimya laboratuvarlarında daha yaygın olarak kullanılan peptid oluşturma yollarının aksine, biyolojik süreçleri taklit eden peptitleri birleştirme yolunu izler.

Araştırma ekibi, aminonitriller kullanarak peptitlerin farklı yollarla elde edilmesi ile mekanizmanın 4 milyar yıl önce nasıl işlediğine dair yolları halen araştırmaktadır. Çalışma halen peptitlerin fonksiyonel özelliklerinin araştırılması üzerine devam ediyor.

Araştırma Mühendislik ve Fiziksel Bilimler Araştırma Konseyi, Simons Vakfı ve Volkswagen Vakfı tarafından desteklenmiştir.



Dergi Referansı: Pierre Canavelli, Saidul Islam, Matthew W. Powner. Peptide ligation by chemoselective aminonitrile coupling in waterNature, 2019; DOI: 10.1038/s41586-019-1371-4

Kaynak:
ScienceDaily.com
University Collage London; Ucl.ac.uk

Fotoğraf Pexels den Chokniti Khongchum