Пептиды сформировали устойчивые структуры в среде, похожей на облака Венеры
Если условия на поверхности экзопланеты слишком суровы для жизни, то учёные обычно ищут более подходящие области — подповерхностные океаны или следы воды. Но облака Венеры предлагают совершенно другой сценарий: на высоте примерно 50–65 км температура значительно мягче, именно атмосфера может оказаться интереснее раскалённой поверхности. Главная проблема в том, что облака Венеры примерно на 98% состоят из серной кислоты — среды, которая долго считалась неспособной сохранять сложные биологические молекулы.
Свежее исследование учёных MIT показывает, что это представление может быть слишком категоричным. С помощью ядерного магнитного резонанса они изучили 3 коротких пептида — цепочки аминокислот — в 98% серной кислоте. Все 3 образца сохранили упорядоченные трёхмерные структуры, причём 2 из них оставались стабильными в течение многих недель.
Источник изображения: Jose-Luis Olivares, MIT
Причина устойчивости оказалась связана с тем, чего в концентрированной серной кислоте почти нет, — с водой. Разрушение пептидных связей кислотой происходит в реакции гидролиза, для которой необходимы молекулы воды. В растворе с концентрацией серной кислоты 98% воды настолько мало, что эта реакция практически не происходит. Поэтому пептиды, вопреки ожидаемому разрушению, сохраняются в растворе.
Но важнее оказалось, что пептиды не просто остаются целыми, а принимают определённую форму. Изученные молекулы складываются в компактную структуру, напоминающую греческую букву Ω (омега), — омега-петлю. Такая форма отличается от структур, которые те же молекулы принимают в воде. По расчётам авторов, молекулы серной кислоты взаимодействуют с пептидной цепью и помогают стабилизировать её, выступая своеобразным каркасом, а дополнительно структуру удерживают внутренние водородные связи.
Биологическая функция сложных белковых молекул зависит не только от сохранности химических связей, но и от их формы. Если пептиды способны стабильно складываться в концентрированной серной кислоте, то это значит, что нельзя автоматически считать такую среду неспособной поддерживать сложную молекулярную химию. При этом эксперимент не доказывает существование жизни на Венере: учёные продемонстрировали именно, что один из важных барьеров для такой возможности — неспособность пептидов сохранять структуру — не является абсолютным.
Авторы отмечают, что концентрированная серная кислота может существовать не только в облаках Венеры, но и в атмосферах некоторых экзопланет. Поэтому полученные данные расширяют круг сред, которые имеет смысл рассматривать при поиске жизни во Вселенной. Следующим шагом исследователи планируют проверить более длинные пептиды, а также изучить пептидные нуклеиновые кислоты (PNA) — искусственные молекулы, похожие на ДНК, но с пептидным каркасом.
© iXBT
