Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
степень стереоселективности, которая обусловлена более интенсивным
образованием а-снирали, о чем говорилось ранее [105, 106, 111]. Однако
различия здесь невелики, так что эти результаты все еще не дают ответа на
вопрос о том, почему в биологических системах происходит преимущественное
накопление одного из изомеров.
Все высказанные соображения наводят на мысль об эксперименте, который еще
только предстоит осуществить. Как говорилось ранее, реакционная
способность аминокислот, поглощающих ультрафиолет, в пептидном синтезе
увеличивается, когда падающий на них свет содержит ультрафиолетовые лучи.
Если кислую рацемическую смесь триптофана (ам = 5550; лмакс ?= 278 нм)
облучать, например, циркулярно поляризованным ультрафиоле-
254
ГЛАВА V
товым светом, то возможно, что образующиеся полипептиды будут обогащены
одним из оптических изомеров. Хотя степень вводимых ограничений будет,
по-видимому, невелика, эффект будет усиливаться за счет многократного
повторения воздействия, а также в результате стереоселективных
взаимодействий между уже существующими полипептидами и
пептидсинтезирующими системами. Хотя главные участники процесса в данном
случае — это лишь те немногочисленные аминокислоты, которые имеют боковые
цепи, поглощающие ультрафиолетовые лучи, вследствие повышенной
стабильности стереогомогенных полипептидов отбор будет до некоторой
степени осуществляться и среди алифатических аминокислот. В результате
повторных циклов и селективного процесса с обратной связью первоначально
небольшие ограничения, которые сами по себе оказывают незначительное
влияние на такой процесс, как синтез пептидной связи, если он протекает в
один цикл, будут приводить к возрастанию степени стереоспецифического
отбора. В любом случае эта идея должна быть проверена экспериментально.
7. ВЫВОДЫ
Теперь совершенно очевидно, что для объяснения реакций конденсации с
дегидратацией, протекавших в условиях первобытной Земли, имеется
несколько подходов. В этой главе был рассмотрен целый ряд условий
проведения реакций конденсации; эксперименты проводились в безводной
среде и в разбавленных водных растворах, при высоких и при низких
температурах, в присутствии и в отсутствие ультрафиолетового излучения.
Какой бы метод ни применялся, необходимым условием было преодоление
термодинамического барьера реакции отщепления молекулы воды. Успех,
достигнутый при использовании самых разных условий, может означать, что
лишь некоторые из исследованных систем моделируют истинные процессы
первичного биогенеза. Однако это может также означать, что реакции
конденсации с дегидратацией протекали на разных стадиях развития Земли
или же одновременно, но в разных местах, т. е. опять-таки в самых разных
условиях, но так, что в каждом случае состав образующихся продуктов был
очень сходным. В предыдущей главе при рассмотрении синтеза а-аминокислот
был сделан точно такой же вывод: отмечалось, в частности, что а-
аминокислоты могут синтезироваться из разнообразных исходных реагентов с
помощью различных источников свободной энергии.
Основное допущение, лежащее в основе экспериментов, моделирующих
добиологические процессы конденсации, состоит в том, что как условия, так
и реагенты были достаточно простыми. По-этой причине, например, в
модельных экспериментах по пептид-
РЕАКЦИИ КОНДЕНСАЦИИ С ОТЩЕПЛЕНИЕМ ВОДЫ И ПОЛИМЕРИЗАЦИИ 255
ному синтезу не использовались дизамещенные карбодиимиды. Мы отмечали,
что некоторые из обсуждавшихся в этой главе подходов предполагают наличие
весьма специфических условий. Примером может служить прямой синтез
предшественников пептидов из HCN, с аммиаком в качестве катализатора в
безводной среде. С геохимической точки зрения этот процесс представляется
сомнительным в связи с последующей стадией, т. е. гидролизом. В природе
обычно не наблюдается таких сверхрезких изменений условий в одном и том
же месте. Подобного же рода сомнения возникают при рассмотрении тепловой
модели химической эволюции, согласно которой синтез аминокислот
совершается при температурах порядка 1000 °С, тогда как последующая их
конденсация протекает при 160 °С. Хотя некоторые единичные случаи таких
колебаний температуры описаны в литературе [11, 1121, они, по-видимому,
отнюдь не являются типичными. Однако, согласно выводам, сделанным на
материале гл. III, вовсе нет нужды строго ограничивать условия
экспериментов предполагаемыми общими условиями, так как эволюция живого
могла в действительности протекать локально. При этом все же не следует
выходить за рамки условий, известных нам из научного опыта. Один из таких
сомнительных случаев — использование полиметафосфатов: до сих пор в
природе не обнаружены минералы, которые содержали бы пирофосфат или
полифосфаты [100]. С этой же точки зрения уязвимы эксперименты по
пироконденсации с использованием полифосфатов. Пятиокись фосфора,
которая, как вы помните, служит исходным реагентом при синтезе этилового
эфира мета-фосфорной кислоты, не встречается в естественных условиях в
