Отбор зеркальных изомеров аминокислот на молодой Земле воспроизвели в лаборатории

Испанские ученые сумели обогатить смесь из различных зеркальных изомеров (пространственно несовместимых форм) аминокислоты валина одним из них путем нагревания

Испанские ученые сумели обогатить смесь из различных зеркальных изомеров (пространственно несовместимых форм) аминокислоты валина одним из них путем нагревания. Предположительно, аналогичные процессы могли протекать на молодой Земле  — в живых системах аминокислоты в белках присутствуют только в одной форме. Работа исследователей пока не опубликована в рецензируемом научном журнале. Ее краткая суть представлена в пресс-релизе Королевского химического общества, пишет Лента.

Зеркальная, или оптическая, изомерия связана со способностью некоторых молекул вращать плоскость поляризованного луча света в противоположные стороны. Различают правовращающие и левовращающие изомеры. Их молекулы никаким образом не могут быть совмещены друг с другом в пространстве (также, например, как правая и левая руки).

Оптическая изомерия крайне важна для живых систем — в частности, аминокислоты, входящие в состав белков, являются левовращающими (так называемые L-формы). У ученых до сих пор нет единой точки зрения о том, как именно произошел «перекос» в сторону L-форм. По одной из версий, избыток левовращающих изомеров связан с бомбардировкой молодой Земли метеоритами — они занесли на планету преимущественно L-формы аминокислот (недавно было показано, что на найденных на Земле метеоритах L-аминокислот на 15-18 процентов больше, чем правовращающих D-форм).

Одной из аминокислот, обнаруженных на поверхности метеоритов, является валин. Авторы новой работы решили проверить, при каких условиях в смеси равного количества право — и левовращающих изомеров (так называемая рацемическая смесь) может образоваться избыток одной из форм. Ученые нагревали смесь изомеров валина, добиваясь возгонки  — перехода вещества из твердого состояния в газообразное. При этом изомеры, вращающие плоскость поляризованного луча света, в одну сторону, образовывали «чистые» кристаллы. При продолжительном нагревании оптический изомер, бывший изначально в избытке, формировал большее количество кристаллов. Аминокислоты из таких «складов» могли впоследствии войти в состав живых систем и определить их «привязанность» к L-форме.

Процессы, подобные описанным в работе, могли протекать вблизи жерл вулканов, где наблюдался очень существенный перепад температур. До сих пор большинство исследователей, изучающих вопросы оптической изомеризации аминокислот, рассматривали, в основном, процессы перехода из твердого в жидкое состояние, которые, вероятно, были более распространены на юной Земле. Однако коллеги авторов нашли новую работу интересной.

Недавно другой коллектив ученых, также работающий с оптическими изомерами, показал, что они могут «воевать» друг с другом, стремясь объединиться в более сложные структуры, и при этом победу одерживают изомеры, которых в смеси больше.