Происхождение жизни - Руттен М.
Скачать (прямая ссылка):
H
NH,
I
-+ N=C—С—C=N
I
H
2 HN=C—NH,
I 2 H
NH,
^ I
@ N=C-C-C = N + 2 NH3 H
H,N NH. NH
2 \ I //
C—C-C '/ I \
HN H NH,
(D
nh2
HN^NH< HN*
kn'Sjh h‘n
NH,
* -^YS
I
H
+ 2 NH,
NH2
-"m '
HpN
Ж
NH,
4
+ 2NH,
Фиг. 29. Предполагаемый механизм образования аденина из водной смеси аммиака и цианистого водорода (суммарная реакция: 5 HCN = Аденин) [29].
Значки 6+ и б- в уравнениях 1 и 2 означают частичные положительный и отрицательный заряды.
HN
II
Вода нгы' V ^ Формамидин ^ \
J l^g” ц 1/ (—зnh,) /
4 - Аминоимидаэол-5-карбоксамидин
Аденан
4-Аминоимидазвл-
5-карбоксамид
Гипоксантин
H,N
Гуанин
Фиг. 30. Предполагаемый механизм образования пуринов из водной смеси аммиака и цианистого водорода [29].
Промежуточные продукты — 4-аминоимидазол-5-карбоксамидин (АИКАМ) и 4-ами-ноимидазол-5-карбоксамид (АИКА)—были найдены в растворе.
О г—
Фронт------*
rJcmeoрителеи
Фронт
Старт
Глицинамид
Фенол-н2о
Фиг. 31. Хроматограмма на бумаге (см. разд. 9 этой главы) продуктов, образующихся в системе с формальдегидом и гидроксилашшом [28]. Сразу можно идентифицировать глицин и р-аланин. Для определения других аминокислот требуется дальнейший анализ, выявивший в конце концов все аминокислоты, перечисленные в табл. 8 (бумага ватман № 1, проявление нингидрнном).
Фиг. 32. Результаты анализа с помощью хроматографии на бумаге диазо-тируемых аминов, синтезированных из цианистого водорода [28]. Аденин и промежуточные продукты его синтеза, АИКА и АЙКАМ (см. фиг. 30), можно сразу определить на хроматограмме. Другие продукты приходится анализи-ровать иными методами. Расшифровку всех этих соединений, обозначенных латии-
0.8
А
0,7
о
Стандарты Стандарты и Неизвестные
неизвестные компоненты
компоненты
сними буквами, см. в работе Оро, откуда взят этот рисунок.
Фиг. 33. Хроматограмма продуктов гидролиза двух полимеров, полученных в водных аммиачных системах из смесей аминокислот.
Она наглядно доказывает, что неорганически синтезированные пептиды построены из поразительно большого числа различных аминокислот. В качестве растворителя при хроматографии использовали водонасыщенный фенол; 1 — гидролизат полимера, полученного с использованием эквивалентных количеств аминокислот; г — гидролизат полимера, полученного с использованием избытка глутаминовой кислоты. Пятна с надписями — аминокислоты, использованные в качестве стандарта.
Как уже сказано, эти эксперименты указали возможный путь перехода от синтеза малых «органических» молекул за счет энергии ультрафиолетового солнечного излучения к более сложным «органическим» молекулам, образующимся при менее жестких воздействиях. Подробный отчет об этих важных результатах читатель найдет у Оро [28, 29].
6. ЭКСПЕРИМЕНТЫ ФОКСА ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР ДЛЯ СИНТЕЗА В БЕЗВОДНЫХ СРЕДАХ
Совершенно другим путем в попытках синтезировать неорганическим путем громадные молекулы белков пошли Фокс и сотр. [8, 9, 15]. Как мы знаем, молекулы белков построены из одной или нескольких полипептидных цепей, а те в свою очередь состоят из большого и даже очень большого числа разных аминокислот.
После того как образовались аминокислоты, может произойти следующий шаг — их объединение в полипептидные цепи (фиг. 16 и 35). Эту реакцию можно описать следующим уравнением (R и R' — различные радикалы):
R О R' О R OR' О
II! I II I II I II
НС=С-ОИ +НС—С-ОН = НС—С-НС—С—ОН+ н20.
I I II
nh2 nh2 nh2 nh2
Фокс считает, что выделение молекулы воды, сопровождающее реакцию соединения двух молекул аминокислот, — факт большой важности. Поскольку реакция полимеризации, вернее поликонденсации, сопровождается дегидратацией, очевидно, степень и скорость превращения будут выше при удалении воды из системы. Это соображение привело Фокса к выводу, что раннее развитие жизни должно было происходить вблизи действующих вулканов, — а всем известно, что в ранние периоды геологической истории вулканическая деятельность шла более активно, чем в последующие времена.
Фокс провел эксперименты, в которых безводную смесь аминокислот подвергали воздействию температур до 170° С. Оказалось, что великолепные результаты получаются со смесями, содержащими аспарагиновую и глутаминовую кислоты. Почему это так, до сих пор непонятно Кстати, интересно, что именно эти две аминокислоты можно причислить к числу важнейших аминокислот, встречающихся в современных организмах.
