R. Graham Cooks, profesor distinguido de química Henry B. Hass, y su investigador postdoctoral Lingqi Qiu tienen evidencia experimental de que el paso clave en la formación de proteínas puede ocurrir en gotas de agua pura, y recientemente publicaron estos hallazgos en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .

En este paso clave, los aminoácidos se deshidratan (pierden agua) incluso aunque estén en una solución acuosa, una paradoja que se resuelve por el hecho de que las superficies de estas gotitas son inusualmente secas y muy ácidas. En estas condiciones, los aminoácidos se conectan entre sí para crear péptidos, un paso fundamental para formar proteínas y, finalmente, organismos vivos.

Un aspecto crucial del descubrimiento es que la estructura natural "zurda" de los aminoácidos se mantiene durante todo este proceso. Esto conduce a la formación de péptidos quirales puros con la misma lateralidad en "L". Los autores identificaron un compuesto específico, la oxazolidinona, como intermediario crucial en esta reacción.

Además, descubrieron que esta reacción de deshidratación no se limita a gotas microscópicas. También ocurre en una escala mayor (centímetros), como se demostró en un experimento de laboratorio a partir del intermedio oxazolidinona. Esta reacción a mayor escala refleja la química de las microgotas y también es análoga a los bien estudiados ciclos húmedo-seco que se sugiere que ocurren en piscinas hidrotermales y costas marinas. Esta conexión vincula la formación de péptidos en aerosoles y en ambientes prebióticos más extensos.

El estudio se suma al conjunto de pruebas de que la superficie de las gotas de agua representa un sistema físico y químico singularmente activo. Están presentes campos eléctricos muy altos y una acidez extrema que impulsa la deshidratación de los aminoácidos para formar péptidos. Los estudios de la química en las interfaces de las gotas de agua ofrecen nuevos conocimientos sobre las primeras etapas de la evolución química de la vida.

Los autores reconocen las valiosas conversaciones con los investigadores asociados de Purdue, Dylan T. Holden y Nicolás M. Morato.

Más información: Lingqi Qiu et al, Homoquiralidad y extensión de la cadena peptídica mediada por oxazolona en microgotas acuosas, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2024). DOI:10.1073/pnas.2309360120

Información de la revista: Actas de la Academia Nacional de Ciencias

Proporcionado por la Universidad Purdue