Tri kratka peptida izdržala su nekoliko tjedana u gotovo čistoj sumpornoj kiselini i pritom zadržala pravilne trodimenzionalne oblike. Slični uvjeti vladaju u kapljicama Venerinih oblaka, okruženju koje se dugo smatralo previše agresivnim za složene molekule povezane sa životom.
Peptidi su kratki lanci aminokiselina. Njihova uloga ne ovisi samo o kemijskom sastavu nego i o načinu na koji se savijaju jer prostorni oblik određuje s kojim molekulama mogu reagirati. Zadržavanje pravilne strukture važan je preduvjet za složeniju kemiju.
Istraživači s MIT-a ispitali su tri peptida u otopini koja je sadržavala približno 98 posto sumporne kiseline. Pokusi opisani u časopisu PNAS pokazali su da su molekule ostale netaknute i poprimile takozvane omega-petlje, strukture koje se pojavljuju i u nekim prirodnim proteinima.
Život u Venerinim oblacima ovim nije dokazan. Istraživanje je pokazalo da koncentrirana sumporna kiselina, iako razgrađuje većinu zemaljskih bioloških molekula, ne mora spriječiti nastanak stabilnih peptidnih struktura.
Kiselina ih nije razgradila
Na površini Venere temperatura doseže približno 465 stupnjeva Celzija, a tlak je oko 90 puta viši nego na Zemlji. Na visini od pedesetak kilometara i temperatura i tlak znatno su blaži. Ipak, kapljice u tamošnjim oblacima gotovo su čista sumporna kiselina, tvar koja otapa metale i razgrađuje većinu zemaljskih bioloških molekula.
Promjene u građi peptida istraživači su pratili nuklearnom magnetskom rezonancijom, metodom koja omogućuje uvid u raspored atoma u molekuli. Sva tri ispitana peptida ostala su stabilna tijekom višetjednih pokusa.
Sumporna kiselina pri tako velikoj koncentraciji sadrži vrlo malo vode. Voda je potrebna za hidrolizu, reakciju koja može prekinuti veze među aminokiselinama, pa se bez nje peptidni lanac nije razgradio kao što bi se očekivalo u razrijeđenijoj kiselini.
Prema riječima kemičarke Mei Hong, jedne od voditeljica istraživanja, upravo manjak vode objašnjava zašto su se peptidi održali u tako kiseloj sredini.
Tri peptida poprimila su isti neobičan oblik
Jedan od ispitanih peptida, nazvan HHQ, sastoji se od sedam aminokiselina. U vodi stvara ravne beta-ploče koje se s vremenom mogu povezati u duga vlakna. U koncentriranoj sumpornoj kiselini savio se u petlju nalik grčkom slovu omega.
I dulja inačica HHQ13 te drugi peptid, K7, savili su se na isti način. Računalni proračuni i mjerenja upućuju na to da se molekule sumporne kiseline nakupljaju unutar petlje i pomažu održati njezin oblik.
Omega-petlje u prirodnim proteinima mogu sudjelovati u savijanju molekule i prepoznavanju drugih molekula. Istraživači još ne znaju mogu li peptidi u sumpornoj kiselini obavljati kemijsku ili biološku funkciju. Pokus je potvrdio njihovu stabilnost i pravilno savijanje, ali ne i aktivnost koja bi upućivala na metabolizam ili razmnožavanje.
Koliko daleko može kemija bez vode?
U prethodnim pokusima 19 od 20 biogenih aminokiselina ostalo je stabilno tijekom četiri tjedna u usporedivim uvjetima. Istraživačka skupina zabilježila je i postojanost nekih nukleinskih kiselina i lipida.
Za razliku od ranijih pokusa, novo istraživanje nije pratilo samo kemijsku postojanost nego i prostorni oblik molekula. Da bi mogao obavljati biološku funkciju, peptid mora ostati nerazgrađen i saviti se tako da njegovi dijelovi dođu na pravo mjesto i stupe u dodir s drugim molekulama.
Meteoriti mogu u planetarne atmosfere donijeti aminokiseline i druge organske spojeve, pa bi dio potrebnih sastojaka mogao dospjeti i u Venerine oblake. Nije poznato koliko bi ih ondje stiglo, koliko bi dugo opstali u stvarnim kapljicama niti bi li se iz njih mogla razviti složenija kemija.
Sljedeći pokusi obuhvatit će dulje peptide i peptidnu nukleinsku kiselinu, sintetičku molekulu nalik DNK. Istraživači žele provjeriti može li u jako kiseloj sredini nastati dvostruki lanac. Ti bi pokusi trebali pokazati koliko daleko složena kemija može otići bez vode kao glavnog otapala te ima li smisla tražiti takve molekule u Venerinim oblacima.
