Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
226
ГЛАВА V
может происходить в этих условиях [51]) или незначительным разложением
ДЦА (который слабо поглощает в этой области). В любом случае
ультрафиолетовое излучение стимулирует пептидный синтез, происходящий в
присутствии ДЦА с участием тех аминокислот, которые способны поглощать
энергию этого излучения. Ультрафиолетовое облучение применяли также
совместно с ДЦДА при конденсации аминокислот, не поглощающих в
ультрафиолете [52], но это, насколько можно судить, приводило к снижению
выхода Дипептида.
Другая реакция конденсации с дегидратацией, также стимулируемая (в еще
большей степени) ультрафиолетовыми лучами, — это синтез нуклеозидов [46,
53]. Когда водный раствор гетероциклического основания (например,
аденина), рибозы (или дезокси-рибозы) и источника фосфата
(полиметафосфата или NH4H2P04) облучали ультрафиолетом, наблюдалось
образование нуклеозидов.
Аденин был выбран для детального изучения по следующим причинам:
1. В предшествующих модельных экспериментах выход аденина превышал выход
любого другого основания.
2. В области от 2400 до 2900 А аденин имеет наибольшее сечение поглощения
по сраЕнению с любым другим основанием, представляющим биологический
интерес.
3. Из всех входящих в состав нуклеиновых кислот оснований адении наименее
чувствителен к облучению ультрафиолетом.
4. Время жизни возбужденного состояния аденина относительно велико.
5. Из всех природных оснований аденин имеет наибольшую энергию резонанса.
6. Перенос энергии возбуждения аденина осуществляется легко [53].
Таким методом были синтезированы соединения, сходные по своим свойствам с
аденозином и дезоксиаденозином. Источником ультрафиолетового излучения
служила бактерицидная ргугная лампа низкого давления (максимум
интенсивности излучения при 2537 А). Для облегчения идентификации
продукта в опытах использовали аденин, меченный 14С. Реакцию проводили в
сосудах из увиолевого стекла или из плавленого кварца, хорошо
пропускающих излучение с длиной волны 2537 А. Поскольку аденин имеет
максимум поглощения при 259Э А, излучение от ртутной лампы переводит его
электроны в возбужденное состояние. Реакционную смесь, содержащую аденин
(4,3-10“3 моль/л), рибозу (8,6-10_3 моль/л) и Н3Р04 (2,9-10~2 моль/л),
облучали в течение 1 ч (плотность энергии 108 эрг/см2) [53]. При этом как
в присутствии, так и в отсутствие кислорода синтезировался адено-зин. Он
был идентифицирован при помощи хроматографии на бумаге, выход обычно
составлял 0,01% в пересчете на исходное ко-
РЕАКЦИИ КОНДЕНСАЦИИ С ОТЩЕПЛЕНИЕМ ВОДЫ И ПОЛИМЕРИЗАЦИИ 227
личество аденина (определение при помощи сцинтилляционной спектрометрии).
Было отмечено, что в отсутствие ортофосфата аденозин не образовывался,
хотя сам он и не содержит фосфатной группы. В синтезе соединения,
напоминающего по своим свойствам дезоксиаденозин, фэсфэт может быть
заменен цианид-ионом, цианамидом или магнием [53]. Причина этого неясна
до сих пор, причем возникает также вопрос о природе продукта. Цианид в
этой реакции может функционировать как конденсирующий агент, гидролизуясь
до фэрмамида, который в свою очередь гидролизуется до формиата аммония, о
чем уже говорилось ранее. Функция фосфата и магния не известна. При
синтезе дезоксиаде-нозина выход продукта после облучения в течение 2 ч
достигал 5%; в присутствии цианида выход продукта мог достигать 1% даже
без облучения ультрафиолетом — просто при стоянии раствора при комнатной
температуре в течение 3 суток [53]. Эго наблюдение говорит в пользу
высказанного ранее предположения, согласно которому цианид был
действенным реагентом в простых реакциях конденсации с дегидратацией,
протекавших на древней Земле.
При использовании в этих экспериментах полиметафосфата вместо ортофосфата
также образовывались продукты, содержащие фосфор [54]. Например, при
облучении ультрафиолетом водного раствора, содержащего аденин, рибозу и
полиметафосфат, был получен аденозинмонофосфат. Если эксперимент
проводили с нуклеозидами в качестве исходных реагентов, то шло
образование небольших количеств АМФ, АДФ и АТФ (моно-, ди- и три-фосфаты
аденозина) [54]. Низкие выходы этих соединений объясняются
нестабильностью полиметафосфата (ПМФ) в воде, о чем уже говорилось ранее.
4. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СИНТЕЗЫ ПЕПТИДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦИАНИДА
• В гл. IV мы многократно подчеркивали, что цианид мог играть центральную
роль в добиологических процессах возникновения биомономеров. В этой главе
приведено несколько примеров того, как цианид и некоторые его простые
производные оказываются важными участниками полимеризации этих
биомономеров. Было исследовано большое число других реакций, идущих с
образованием биологически важных полимеров (в частности, пептидов) и
представляющих интерес в связи с возможностью их протекания на
первобытной Земле. Хотя во многих отношениях эти эксперименты подобны
тем, которые мы уже обсуждали, их разбору мы посвящаем специальный
раздел. Здесь цианид, по-видимому, служит одновременно и строительным
