В условиях, имитирующих облака Венеры, пептиды образовали стабильные структуры

Когда условия на поверхности далекой планеты оказываются непригодными для живых организмов, исследователи обычно переключают внимание на подземные океаны или скрытые водные запасы. Однако венерианские облака открывают принципиально иную перспективу: на отметке 50–65 километров температурный режим гораздо мягче, а местная воздушная оболочка привлекает исследователей сильнее раскаленного грунта. Главная сложность заключалась в том, что венерианские облака почти на 98% образованы серной кислотой — агрессивной средой, где, как долгое время считалось, сложные биомолекулы не могут уцелеть.

Новейшая научная работа исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) доказывает, что этот догматичный взгляд требует пересмотра. Применив метод ядерного магнитного резонанса, специалисты проанализировали поведение трех коротких пептидов (аминокислотных цепочек) в среде 98-процентной серной кислоты. Все три образца не только сохранили пространственную конфигурацию, но и продемонстрировали удивительную стабильность, причем два из них оставались неизменными на протяжении многих недель.

Секрет такой стойкости кроется в дефиците компонента, которого в концентрированной кислоте практически нет, — воды. Разрушение пептидных связей под воздействием кислоты происходит посредством гидролиза, требующего участия молекул воды. В 98-процентном растворе ее настолько мало, что данная реакция фактически заблокирована. Благодаря этому пептиды избегают неминуемого распада и успешно противостоят агрессивному окружению.

Однако еще более интригующим открытием стало то, что пептиды не просто уцелели, но и приняли строго определенную конфигурацию. Исследуемые молекулы свернулись в компактные образования, очертаниями напоминающие греческую букву Ω (омега), сформировав так называемую омега-петлю. Такая архитектоника кардинально отличается от той, что эти же соединения принимают в водной среде. Согласно расчетам специалистов, молекулы серной кислоты вступают во взаимодействие с пептидной цепью, играя роль стабилизирующего каркаса, тогда как дополнительную прочность конструкции придают внутренние водородные связи.

Функциональность сложных протеиновых соединений определяется не только прочностью химических связей, но и их пространственной структурой. Тот факт, что пептиды способны устойчиво сворачиваться в концентрированной серной кислоте, заставляет отказаться от предвзятого мнения, будто подобная среда полностью исключает сложную молекулярную эволюцию. Разумеется, эксперимент не подтверждает наличие жизни на второй планеты от Солнца, но наглядно демонстрирует: одно из ключевых препятствий — якобы неизбежное разрушение пептидных структур — преодолимо.

Авторы работы подчеркивают, что концентрированная серная кислота встречается не только в атмосфере Венеры, но и в воздушных оболочках множества других экзопланет. Следовательно, этот материал существенно расширяет диапазон условий, которые целесообразно учитывать в поисках внеземной жизни. В планах научной группы — протестировать более длинные пептидные цепочки, а также заняться изучением пептидно-нуклеиновых кислот (PNA) — синтетических аналогов ДНК, опирающихся на пептидный скелет.

Источник: iXBT