(Créditos da imagem: Reprodução).

A questão de como a vida surgiu pela primeira vez aqui na Terra é um mistério que continua a desapontar os cientistas. Apesar de tudo o que os cientistas aprenderam com o registro fóssil e a história geológica, ainda não se sabe como a vida orgânica emergiu de elementos inorgânicos (um processo conhecido como abiogênese) há bilhões de anos.

Um dos aspectos mais assustadores do mistério tem a ver com peptídeos e enzimas, que se enquadram em uma situação de “galinha e ovo”. Dirigindo-se a isso, uma equipe de pesquisadores da University College London (UCL) recentemente conduziu um estudo que demonstrou efetivamente que os peptídeos poderiam ter se formado em condições análogas à Terra primordial.

O estudo que detalha suas descobertas foi publicado recentemente na revista científica Nature. A equipe de pesquisa foi liderada pelo Dr. Matthew Powner, Leitor de Química Orgânica do Departamento de Química da UCL, e incluiu Pierre Canavelli e Dr. Saidul Islam — ambos pesquisadores da Seção de Química Orgânica e Biológica da UCL.

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A sequência em que os aminoácidos e os peptídeos se unem para formar células orgânicas. (Créditos da imagem: peptidesciences.com).

“Os peptídeos, que são cadeias de aminoácidos, são um elemento absolutamente essencial de toda a vida na Terra. Eles formam o tecido de proteínas, que servem como catalisadores de processos biológicos, mas eles próprios requerem enzimas para controlar sua formação a partir de aminoácidos. Nós tivemos um problema clássico de galinha e ovo — como as primeiras enzimas foram feitas?”, explicou Powner em uma entrevista recente com a UCL News.

Como indicam em seu estudo, pesquisas consideráveis ​​no passado foram dedicadas a descobrir como os peptídeos se formaram e permitiram o surgimento da vida. No entanto, todas as pesquisas anteriores se concentraram em aminoácidos, ao invés da reatividade de seus precursores químicos (conhecidos como aminonitrilos).

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Enquanto os aminonitrilos requerem condições adversas para formar aminoácidos, os aminoácidos precisam ser recarregados com energia para formar peptídeos. No entanto, os pesquisadores descobriram uma maneira de contornar esses dois passos, demonstrando que os peptídeos poderiam ser produzidos diretamente a partir de aminonitrilos ricos em energia.

O método deles aproveitou a reatividade interna dos aminonitrilos com as outras moléculas que faziam parte do ambiente primordial da Terra. O processo consistiu na combinação de sulfeto de hidrogênio com aminonitrilas e o substrato químico ferricianeto ([Fe(CN)6]3?) em água, o que produziu peptídeos.

O que isto demonstrou foi que os aminonitrilos são capazes de obter a formação de ligações peptídicas em água por si próprios e com maior facilidade do que os aminoácidos. Além disso, mostrou que isso poderia ocorrer em meio a condições e produtos químicos que são liberados durante erupções vulcânicas e que provavelmente estavam presentes na Terra há bilhões de anos.

“A síntese controlada, em resposta a estímulos ambientais ou internos, é um elemento essencial da regulação metabólica, por isso achamos que a síntese de peptídeos poderia ter sido parte de um ciclo natural que ocorreu na evolução inicial da vida”, disse Pierre Canavelli, primeiro autor do estudo.

“Esta é a primeira vez que os peptídeos foram convincentemente mostrados para formar sem o uso de aminoácidos na água, usando condições relativamente suaves que podem estar disponíveis na Terra primitiva”, acrescentou Dr. Saidul Islam, coautor do estudo.

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Esses achados podem ter implicações significativas para o estudo da abiogênese, bem como a busca de vida em planetas extrasolares. Eles também podem ser úteis para o campo da química sintética, uma vez que a formação de ligações amidas é essencial para a fabricação de materiais sintéticos, bioativos. Comparado aos processos químicos convencionais que são usados ​​comercialmente, este novo método é mais eficiente e muito mais econômico.

Olhando para o futuro, a equipe de pesquisa está procurando aprofundar seus estudos, encontrando outras maneiras pelas quais os aminonitrilos podem levar a peptídeos. Eles também estão investigando as propriedades funcionais dos peptídeos que seu experimento produziu na esperança de melhor entender como eles poderiam ter ajudado a desencadear a formação da vida na Terra há 4 bilhões de anos. [Universe Today].

Referências:

  1. CANAVELLI, Pierre et al. “Peptide ligation by chemoselective aminonitrile coupling in water”; Nature, 2019. Acesso em: 23 jul. 2019.
  2. UCL. “Origin of life insight: peptides can form without amino acids”. Acesso em: 23 jul. 2019.
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Giovane Almeida
Sou baiano, tenho 18 anos e sou fascinado pelo Cosmos. Atualmente trabalho com a divulgação científica na internet — principalmente no Ciencianautas, projeto em que eu mesmo fundei aos 15 anos de idade —, com ênfase na astronomia e biologia.

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