Descubren que los péptidos pueden formarse sin aminoácidos

Publicado 15/07/2019 7:04:35CET
Genes, genética, adn
Genes, genética, adn - PIXABAY/NEUPADDY - Archivo

   MADRID, 15 Jul. (EUROPA PRESS) -

   Los péptidos, uno de los 'bloques de construcción' fundamentales para de la vida, se pueden formar a partir de los precursores primitivos de los aminoácidos en condiciones similares a las que se supone que tenía la Tierra en sus inicios, según una nueva investigación de la Universidad de Londres que publica la revista 'Nature' y que podría ser una pieza que faltaba en el rompecabezas de cómo se formó la vida por primera vez.

   Los hallazgos también pueden ser útiles para el campo de la química sintética, ya que la formación de enlaces amida es esencial para muchos materiales sintéticos, compuestos bioactivos y productos farmacéuticos de importancia comercial.

   "Los péptidos, que son cadenas de aminoácidos, constituyen un elemento absolutamente esencial de toda la vida en la Tierra. Forman el tejido de las proteínas, que sirven como catalizadores para procesos biológicos, pero ellos mismos requieren enzimas para controlar su formación a partir de aminoácidos --explica el autor principal del estudio, el doctor Matthew Powner, del Departamento de Química de la Universidad de Londres--. Así que hemos tenido que afrontar el problema clásico del huevo y la gallina: ¿cómo se fabricaron las primeras enzimas?".

   Él y su equipo han demostrado que los precursores de los aminoácidos, llamados aminonitrilos, se pueden convertir de forma fácil y selectiva en péptidos en agua, aprovechando su propia reactividad incorporada con la ayuda de otras moléculas que estaban presentes en los ambientes primordiales.

   "Muchos investigadores han tratado de comprender cómo se formaron los péptidos por primera vez para ayudar a desarrollar la vida, pero casi toda la investigación se ha centrado en los aminoácidos, por lo que se pasó por alto la reactividad de sus precursores", apunta Powner.

   Los precursores, los aminonitrilos, requieren condiciones duras, típicamente fuertemente ácidas o alcalinas, para formar aminoácidos. Y luego los aminoácidos deben ser recargados con energía para hacer péptidos. Los investigadores encontraron una manera de evitar estos dos pasos, haciendo péptidos directamente de aminonitrilos ricos en energía.

   Encontraron que los aminonitrilos tienen la reactividad innata para lograr la formación de enlaces peptídicos en agua con mayor facilidad que los aminoácidos. El equipo identificó una secuencia de reacciones simples, combinando sulfuro de hidrógeno con aminonitrilos y otro sustrato químico ferricianuro, para producir péptidos.

   "La síntesis controlada, en respuesta a estímulos ambientales o internos, es un elemento esencial de la regulación metabólica, por lo que pensamos que la síntesis de péptidos podría haber sido parte de un ciclo natural que tuvo lugar en la evolución muy temprana de la vida", añade Pierre Canavelli, el primer autor del estudio que lo completó mientras estaba en la Universidad de Londres.

   Las moléculas que sirvieron como sustratos para ayudar a la formación de los enlaces de amida en los experimentos se desgasifican durante el vulcanismo y es probable que todas hayan estado presentes en la Tierra primitiva.

   "Esta es la primera vez que se ha demostrado de manera convincente que los péptidos se forman sin usar aminoácidos en el agua, usando condiciones relativamente suaves que probablemente estén disponibles en la Tierra primitiva", añade coautor doctor Saidul Islam.

   El método utilizado en este estudio es químicamente no convencional, pero sigue una ruta para ligar péptidos que imitan los procesos biológicos, a diferencia de las vías de construcción de péptidos que se utilizan más comúnmente en los laboratorios de química que se ejecutan en la dirección opuesta y requieren reactivos caros y innecesarios.

   El equipo de investigación está promoviendo sus estudios al buscar otras vías a los péptidos que usan aminonitrilos, e investigando las propiedades funcionales de los péptidos que sus experimentos han producido, para comprender mejor cómo podrían haber ayudado a iniciar la vida hace 4.000 millones de años.