Londra Üniversitesi Akademisi (University College London -UCL) araştırmacıları tarafından gerçekleştirilen bir çalışmada, yaşamın temel yapıtaşlarından biri olan peptitlerin, ilksel yeryüzü üzerinde olması beklenen koşullara benzer koşullarda, amino asitlerin ilkel öncül maddelerinden oluşabileceği keşfedildi. Canlılığın kökenine ilişkin yapbozun bir parçasını daha oluşturabilecek olan bulgular, Nature dergisinde yayımlandı.

"Amino asit zincirleri olan peptitler, yeryüzündeki tüm yaşamın kesinlikle elzem bir öğesidir. Biyolojik işlemler için katalizör görevi gören proteinlerin dokusunu oluştururlar ama kendilerinin amino asitlerden oluşumu için de enzimlere gerek vardır. Yani klasik bir tavuk-yumurta problemiyle karşı karşıyayız: İlk enzimler nasıl ortaya çıktı?" diyor çalışmanın başyazarı Matthew Powner. Ekip, amino asitlerin öncül maddeleri olan aminonitrillerin, ilksel ortamlarda mevcut olan başka moleküllerin yardımıyla kendi içsel tepkiselliklerinden yararlanarak, suda kolaylıkla ve titizlikle peptitlere dönüşebileceğini ortaya koyarak, bu tavuk-yumurta problemine bir çözüm önerdi.

Pek çok başka araştırmacının peptitlerin ilk olarak nasıl oluştuğunu anlamaya çalıştığını, ancak yapılan çalışmaların hemen hepsinin amino asitlere odaklanarak, onların öncüllerinin reaktivitesini gözden kaçırdığını belirtiyor Powner. Öncüller, yani aminonitriller, amino asitleri oluşturmak için tipik olarak aşırı asidik veya alkalin olan sert koşullara gereksinim duyuyor. Ardından peptitleri yapmak için amino asitlerin enerjiyle baştan yüklenmesi gerekiyor. Araştırmacılar, bu adımların ikisini de atlayarak peptitleri doğrudan enerji zengini aminonitrillerden oluşturmanın bir yolu olduğunu fark etti.

Suyun içinde amino asitlerden dah büyük bir kolaylıkla peptit bağı oluşumunu sağlamak için aminonitrillerin içsel bir reaktivitesi olduğunu bulan ekip, bir dizi basit tepkime tanımladı. Peptitlerin ortaya çıkması için hidrojen sülfürü, aminonitriller ve bir başka kimyasal madde olan ferrisiyanid ile birleştirdiler. "Çevresel veya içsel uyaranlara cevaben kontrollü sentez, metabolik düzenlemenin temel bir öğesidir. Dolayısıyla peptit sentezinin, yaşamın evriminin çok erken dönemlerinde gerçekleşmiş olan doğal bir çevrimin parçası olabileceğini düşünüyoruz," diyor ekipten Pierre Canavelli.

Deneylerde amid bağlarının oluşumuna yardım eden substratlar olarak görev yapan moleküller, volkanizma sırasında gaz olarak salınır ve hepsinin de dünyanın erken dönemlerinde mevcut olması muhtemeldir.
"İlkel dünya üzerinde olması muhtemel olan nispeten yumuşak koşullarda suyun içinde amino asitleri kullanmadan peptitlerin oluşabileceği, ikna edici biçimde ilk kez gösterilmiş oldu," diye ekliyor ekipten Saidul Islam.

Çalışmadan elde edilen bulgular, sentetik kimya alanında işe yarayabilir çünkü amid bağı oluşumu, ticari açıdan önem taşıyan çok sayıda sentetik malzeme, biyoaktif bileşenler ve tıbbi ürünler için elzem. Kullanılan yöntem kimyasal olarak alışıldık değil; peptitleri birbirlerine eklemek için biyolojik süreçleri taklit eden bir yol kullanıyor. Yani kimya laboratuvarlarında sıklıkla kullanılan, ters yönde ilerleyerek pahalı ve ziyankâr reaksiyon maddeleri gerektiren peptit inşa yöntemlerine benzemiyor.

Ekip, araştırmalarını ilerleterek aminonitrillerden peptitlere varan başka yollar aramayı ve deneylerinde üretilen peptitlerin işlevsel özelliklerini incelemeyi sürdürüyor . Böylece 4 milyar yıl önce canlılığın başlamasına nasıl yardım etmiş olabileceklerini anlamaya çalışıyorlar.