Pubblicato il: 7 settembre 2018 alle 8:00 am

Identificata la proteina complice dello sviluppo della vita I ricercatori hanno scoperto che semplici catalizzatori proteici - mattoni della vita essenziali per il funzionamento delle cellule - possono essere esistiti da quando la vita è iniziata. Il peptide primordiale potrebbe essere apparso 4 miliardi di anni fa

di Teresa Terracciano.

New Brunswick (New Jersey), 7 Settembre 2018 – Alla fine degli anni ’80 e all’inizio degli anni ’90, il chimico Günter Wächtershäuser affermava che la vita fosse iniziata dalle rocce dell’oceano contenenti ferro e zolfo. Wächtershäuser e altri hanno predetto che i peptidi corti avrebbero legato metalli e fungevano da catalizzatori della chimica che produceva la vita.

Il DNA umano è costituito da geni che codificano per proteine lunghe da poche centinaia a poche migliaia di aminoacidi. Queste complesse proteine – necessarie per far funzionare correttamente tutte le cose viventi – sono il risultato di miliardi di anni di evoluzione. Quando la vita è iniziata, le proteine erano probabilmente molto più semplici, forse solo da 10 a 20 aminoacidi di lunghezza. Attraverso modelli computerizzati, gli scienziati della Rutgers Robert Wood Johnson Medical School hanno esplorato l’aspetto che avrebbero i primi peptidi e le loro possibili funzioni chimiche.

Gli scienziati hanno usato il computer per modellare una proteina a 12 aminoacidi. Questo peptide ha diverse caratteristiche importanti, contiene solo due tipi di amminoacidi (anziché i 20 amminoacidi che sintetizzano milioni di proteine diverse necessarie per specifiche funzioni corporee), è molto breve e potrebbe essere emerso spontaneamente sulla Terra primitiva nelle giuste condizioni. L’ammasso metallico al centro di questo peptide assomiglia alla struttura e alla chimica dei minerali ferro-zolfo che erano abbondanti nei primi oceani della Terra. Il peptide può anche caricare e scaricare elettroni ripetutamente senza sgretolarsi, secondo Vikas Nanda, membro del corpo docente presso il Center for Advanced Technology and Medicine.

«Un peptide primordiale come quello che abbiamo studiato potrebbe aver svolto una funzione simile nelle origini della vita», dichiara il professor Paul G. Falkowski.

Falkowski è il ricercatore principale del progetto ENIGMA, finanziato dalla NASA, che mira a capire come i catalizzatori di proteine si sono evoluti all’inizio della vita.

Con i computer, gli scienziati hanno distrutto e sezionato circa 10.000 proteine e individuato quattro “Lego della vita”, strutture chimiche principali che possono essere impilate per formare le innumerevoli proteine all’interno di tutti gli organismi. Il piccolo peptide primordiale può essere un precursore del più lungo Lego della vita, e gli scienziati possono ora eseguire esperimenti su come tali peptidi potrebbero aver funzionato nella chimica della vita primordiale.

Rutgers University – New Brunswick

Fonte per approfondimenti: J. Dongun Kim, Douglas H. Pike, Alexei M. Tyryshkin, G. V. T. Swapna, Hagai Raanan, Gaetano T. Montelione, Vikas Nanda, Paul G. Falkowski. Minimal Heterochiral de Novo Designed 4Fe–4S Binding Peptide Capable of Robust Electron Transfer. Journal of the American Chemical Society, 2018; DOI: 10.1021/jacs.8b07553

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