Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
земной коре. (О нестабильности этих фосфорсодержащих соединений в
присутствии воды мы уже говорили.)
Возникает также вопрос о концентрации кислот и оснований в реакционной
среде. Так, при проведении реакций с участием цианамида самые высокие
выходы достигались при низких значениях pH. В гл. III мы говорили о том,
что вопрос о pH воды в древних водоемах все еще остается нерешенным. Как
бы то ни было, показано, что дипептиды могут быть получены с заметным
выходом с использованием дицианамида также при нейтральных значениях pH,
хотя при низких значениях pH выход значительно выше [47]. Поэтому уместно
предположить, что и в средах с нейтральным pH по этому механизму могут
возникать значительные количества пептидов.
Вопрос о состоянии окисления соединений, которые могли существовать на
первобытной Земле, детально обсуждался в гл. 111. Вы помните, что при
синтезе полисахаридов путем кислотной вулканизации с успехом была
применена Н3Р03. В то же время при пироконденсации аминокислот очень
эффективным реагентом оказалась Н3Р04, в присутствии которой синтез
происходил
256
ГЛАВА V
при более низкой температуре. Таким образом, в данном случае мы также
сталкиваемся с определенным расхождением.
Хотя мы не можем ожидать, что концентрации реагентов, принимавших участие
в химической эволюции, были очень велики (гл. III), все же те модельные
реакции, которые проводились с довольно высокими концентрациями веществ,
заслуживают серьезного рассмотрения, ибо в более разбавленных смесях
реагентов образуются, по-видимому, те же продукты, только с более низким
выходом. Во многих обсуждавшихся нами экспериментах для обнаружения
продуктов, образующихся с очень низким выходом, использовались также
реагенты, меченные радиоактивными изотопами. Как указывалось в гл. II, в
настоящее время считают, что химическая эволюция протекала на протяжении
приблизительно 2 млрд. лет. Из этого следует, что те реакции, которые
обеспечивают медленное, но непрерывное накопление необходимых продуктов,
также могут иметь значение и потому заслуживают рассмотрения.
В связи с экспериментами, обсуждавшимися в дайной главе, следует
отметить, что на эволюцию биологически важных макромолекул могли
оказывать заметное влияние те же слабые взаимодействия, которые играют в
настоящее время ключевую роль в живых системах. Так, важнейшую роль в
поддержании трехмерной структуры молекул современных белков играют
относительно слабые нековалентные связи — гидрофобные и водородные.
Результаты многих экспериментов из числа рассмотренных в данной главе
свидетельствуют об упорядочивающем влиянии взаимодействий этого типа на
вероятностные процессы, что приводит к возникновению уникальных
макромолекулярных структур.
Данные, обсуждавшиеся в этой главе, с очевидностью свидетельствуют о том,
что важнейшие для биогенеза реакции конденсации с отщеплением воды вполне
могли протекать в тех условиях, которые, как полагают, существовали на
первобытной Земле. В предыдущей главе уже говорилось о вероятном значении
нитрилов в химической эволюции; в этой главе их роль получила дальнейшее
обоснование.
Приходится признать, что образование продуктов конденсации, важных с
точки зрения биогенеза, в условиях первобытной Земли было вероятным
событием и могло иметь место в самых разнообразных условиях окружающей
среды. Очень трудно установить, какая из рассмотренных моделей лучше
отражает процессы, относящиеся к этой фазе химической эволюции. Однако,
поскольку вообще доказано, что появление этих классов соединений в
гипотетических условиях первобытной Земли — событие весьма вероятное,
ответ на этот вопрос, в сущности, ие так уж важен.
Итак, реакции образования соединений, необходимых для биогенеза, нельзя
считать невероятными. Поэтому и происхожде-
РЕАКЦИИ КОНДЕНСАЦИИ С ОТЩЕПЛЕНИЕМ ВОДЫ И ПОЛИМЕРИЗАЦИИ 257
ние самой жизни можно рассматривать как последовательность вероятных
реакций, обусловленную свойствами, внутренне присущими самим примитивным
реагентам в первобытных условиях. Можно полагать, что те стадии, которые
следовали за появлением биологически важных соединений, происходили на
той основе, которая была заложена на более ранних фазах химической
эволюции. Не приходится сомневаться в том, что химические и физические
законы, действовавшие на ранних стадиях эволюции, продолжали оставаться в
силе и далее, вплоть до появления биологических систем. Вот эти-то более
поздние этапы химической эволюции и будут предметом обсуждения в гл.У! и
VII,
ЛИТЕРАТУРА
1. В о г s о о k Н., Advan. Protein Chem., 8, 128 (1953).
2. L a t i m е г W. М., Hildebrand H. J., Reference Book of
Inor-
ganic Chemistry, p. 179, The Macmillan Company, New York, 1929.
3. M a i 1 1 a r d C., Ann. Chim.. I, 519 (1914); 2, 210 (1914).
4. H a r a d a K., Fox S. W., J. Am. Chem. Soc., 80, 2694 (1958).
5. В lout E. R., Linsley S. G., J. Am. Chem. Soc., 74, 1947 (1952).
6. F о x S. YV., Ha rad a K., Science, 128, 1214 (1958); Vegots-
