Kwas siarkowy nie niszczy peptydów. Tworzą w nim stabilne struktury

Peptydy – krótkie łańcuchy aminokwasów – są w stanie zachować stabilność i tworzyć złożone struktury w stężonym kwasie siarkowym – wynika z badań opublikowanych w czasopiśmie PNAS. Odkrycie to rzuca nowe światło na możliwości istnienia chemii organicznej np. w chmurach Wenus albo na planetach pozasłonecznych.

– Czy życie w stężonym kwasie siarkowym jest możliwe? Pewnie większość naukowców odpowiedziałaby, że nie. Ale w nauce demokracji nie ma. Jedyna rzecz, która jest w niej ważna, to podążanie za tym, dokąd prowadzą nas dane i wyniki eksperymentalne, oraz modyfikowanie modeli i hipotez zgodnie z nimi – powiedział w rozmowie z PAP dr Janusz Pętkowski z Politechniki Wrocławskiej.

Peptydy są w stanie zachować stabilność w stężonym kwasie siarkowym

W artykule zaprezentowanym na łamach czasopisma „Proceedings of the National Academy of Sciences” zespół badaczy – w tym dr Pętkowski – przedstawił wyniki eksperymentów, które pokazują, że nawet utworzone ze zwykłych ziemskich aminokwasów peptydy są w stanie zachować stabilność w stężonym kwasie siarkowym – o ile nie ma tam dostępu do wody. To o tyle istotna wiadomość, że stężony kwas siarkowy tworzy np. chmury na planecie Wenus.

– A chmury Wenus to paradoksalnie być może jedno z najbardziej stabilnych środowisk w Układzie Słonecznym – komentuje dr Pętkowski.

I wyjaśnia, że chmury te – zbudowane z kropelek stężonego kwasu siarkowego, 98% – są trwałe i pokrywają planetę całkowicie. Powierzchnia planety jest tak gorąca, że kwas paruje, zanim do niej dotrze (tzw. zjawisko virga).

– Jeśli chmury są tak stare jak planeta i istnieją od 4,5 mld lat, to stanowią niezwykle stabilne środowisko, w którym być może chemia organiczna ma czas przekształcić się w coś bardziej złożonego – dodaje naukowiec.

Nowe możliwości poszukiwania życia wiążą się nie tylko z Wenus, ale i z innymi planetami skalistymi, na których kwas siarkowy jest dominującą cieczą.

Pozaziemska chemia organiczna

Dla życia na Ziemi stężony kwas siarkowy jest zabójczy. Niszczy bowiem cukry, stanowiące podstawę RNA i DNA (rybozę i deoksyrybozę) oraz będące źródłem energii w komórkach, a także tnie białka na małe fragmenty.

– To, że w warunkach ziemskich kwas niszczy peptyd i tnie go na pojedyncze aminokwasy, wynika jednak zwykle z obecności wody, która dokonuje hydrolizy białek. Kwas jest tylko katalizatorem tego rozpadu, a woda jest tym „niszczącym” związkiem chemicznym. Poprzez kolejne badania powoli udowadniamy tymczasem, że sam kwas siarkowy jest tak naprawdę bardzo dobrym rozpuszczalnikiem dla niektórych związków chemii organicznej. Tyle że musiałaby to być chemia organiczna inna od ziemskiej – tłumaczy dr Janusz Pętkowski.

Biochemia w kwasie siarkowym

Eksperymenty pokazały, że peptydy w kwasie siarkowym zwijają się w bardzo specyficzne struktury. A to istnienie zdefiniowanych struktur pozwala pełnić zróżnicowane funkcje biologiczne.

– Spodziewaliśmy się, że kwas siarkowy w najlepszym razie „ugotuje” ten polimer – peptyd przybierze więc formę giętkiej nitki spaghetti, bez stabilnego kształtu. Tymczasem obecność kwasu siarkowego wręcz pomaga peptydom się zwijać do takiej formy, w której poszczególne fragmenty polimeru oddziałują ze sobą nawzajem. To struktury inne niż w wodzie, ale stabilne. Nasze peptydy nie mają w tym momencie funkcji biologicznej. Następnym etapem będzie sprawdzenie, czy mogą one katalizować reakcje chemiczne, wiązać jony metali czy oddziaływać z innymi cząsteczkami – wyjaśnia badacz.

I ocenia, że może to być początek nowego obszaru wiedzy – biochemii w kwasie siarkowym.

– To, jak wygląda życie na Ziemi, jest wypadkową wynikającą z warunków środowiska na naszej planecie, a nie wzorcem, który należy przykładać do wszystkich środowisk planetarnych w galaktyce. Nie należy oczekiwać, że naszą ziemską biochemię można przetransferować na Marsa czy Wenus – podsumowuje dr Pętkowski.

Wyniki te nie oznaczają jeszcze, że życie w stężonym kwasie siarkowym istnieje, ale za to znikła złudna pewność, że nie może tam powstać i trwać. Badacze pokazują więc nieoczywiste rozpuszczalniki, potencjalnie powszechne w galaktyce, mogące tworzyć środowisko, w którym skomplikowana chemia organiczna ma szansę przetrwać.

Artykuł „Peptides adopt stable omega-loop structures in concentrated sulfuric acid” przeczytasz tutaj.

Źródło: naukawpolsce.pl/Ludwika Tomala

Czytaj także: Na PWr powstaje unikalne laboratorium