Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
искровых разрядов может служить циапацетилен (НС=С—CN) [15]. Прежде всего
оказалось, что цианацетилеп образуется при пропускании искрового разряда
через смесь метана с азотом. При нагревании цианацетн-лена в присутствии
аммиака, HCN и воды в течение 24 ч при 100 °С образуется аспарагиновая
кислота с выходом 10—15% и аспарагин с выходом 5—10%. Предполагаемая
схема реакции представлена на фиг. 30. Эта схема отличается от
предложенного в более ранней работе механизма, по которому цианид и
аммиак реагируют с акролеином (СН2 —СН—СНО) с образованием аспарагиновой
кислоты 151.
До сих пор мы приводили данные, свидетельствующие о том, что в качестве
источника свободной энергии для синтеза аминокислот из простых
газообразных компонентов с успехом может быть использована энергия
электрического разряда. Были проведены другие эксперименты, в которых
показано, что р-частицы также могут служить источником энергии для этих
реакций. В этих экспериментах в приборе, изображенном на фиг. 31,
готовили газовую смесь, содержащую метан, аммиак и водород [16]. В нижний
сосуд помещали воду, которую при облучении нагре-
СИНТЕЗ БИОМОНОМЕРОВ
16)
Фиг. 31. Аппарат, использовавшийся для бомбардировки Р-частицами смеси
СН4, NH3, Н2 и Н20.
Вода, находящзяся в резервуаре 2, экранировалась от облучения и в ходе
эксперимента нагрызалась до кипения. Продукты вымывались из газовой фазы
в результате конденсация паров воды на «охлаждающем пальце» (/) и
смывались в резервуар. Направление потока р-частнц указано стрелкой [16].
вали до кипения. Пары воды, конденсирующиеся на «охлаждающем пальце»,
смывают продукты реакции, образующиеся в газовой фазе, так что они
переходят в жидкую фазу; сама вода одновременно служит реагентом. Для
облегчения идентификации продуктов метан, вводившийся в газовую фазу,
метили 14С. Систему облучали электронами с энергией 5 МэВ, поступавшими
от линейного ускорителя импульсами длительностью 6 мкс. Общая доза
облучения газовой смеси составляла приблизительно 1-1011 эрг за 2 ч.
Снаружи камера охлаждалась потоком воздуха, так что в камере
поддерживалась температура 30 °С. Газообразные продукты определяли
методом масс-спектрометрии. Водорастворимые продукты, накапливавшиеся в
резервуаре, находящемся под охлаждающим устройством, анализировали при
помощи хроматографии на бумаге. В типичном случае среди продуктов реакции
обнаруживают глицин (выход 0,19%), аланин (0,39%) и молочную кислоту.
Были обнаружены, кроме того, небольшие количеств ва аспарагиновой
кислоты, а также мочевины; последний факт наводит на смыль о том, что
механизм в данной системе сходен с механизмом, имевшим место в
экспериментах с электрическими разрядами. Предполагают, что синтез
мочевины протекает с образованием цианата в качестве промежуточного
соединения, подобно тому как это происходит при синтезе Вёлера. Свыше 90%
общего количества исходных реагирующих веществ превращается в
разнообразные продукты, которые обнаруживаются на хроматограммах в виде
дискретных пятен. Полагают, что источниками р-ча-стиц высокой энергии на
первобытной Земле могли служить нестабильные изотопы, в частности калий-
40.
В экспериментах, подобных только что описанным, в присутствии H2S был
осуществлен синтез цистеиновой кислоты, таурина
И—1139
162
ГЛАВА IV
Таблица 14
Дополнительные синтезы аминокислот с электронами в качестве источника
свободной энергии
Реагенты!) Продукты Фаза Примечания Источник дшиых
1. NH40Ac+H20 ф, 2 МэВ) Глу, Асп Водная По-видимому,
радикальная реакция [18]
2. СН3СООН + Na -f Н„0 (О Глу, Асп Водная Производят в
присутствии О,; аппарат изображен иа фиг. 32 [19]
Г) Р—Р-частицы от ускорителя; е —электрический разряд.
и цистамина [17]. При облучении пучком от линейного ускорителя (доза
излучения 10е рад) выход этих продуктов составлял 0,01%. В числе
продуктов не были найдены цистеин, цистин, метионин, гомоцистеин и
гомоцистеинован кислота, однако, судя по наличию цистеиновой кислоты —
продукта окисления цистеина, — этот последний все же образовывался в
системе. Поскольку облучение проводилось без доступа воздуха, окисление
могло произойти позднее, вероятно в процессе хроматографирования.
3. ОБЛУЧЕНИЕ УЛЬТРАФИОЛЕТОМ СМЕСЕЙ ПРОСТЫХ ГАЗОВ
В главе, посвященной геохимии, мы отмечали, что ультрафиолетовое
излучение Солнца было, по-видимому, главным источником свободной энергии
на первобытной Земле. Хотя первые эксперименты по моделированию
химической эволюции проводились с применением электрических разрядов (в
основном из соображений удобства), в дальнейшем были проведены
эксперименты с целью выяснить возможную роль ультрафиолета в синтезе
биомономеров.
Газообразную смесь этана, аммиака и воды облучали ультрафиолетом,
используя резонансное излучение паров ртути [20]. В этом случае основные
максимумы лежат при 2537 и 1849 А. Аппарат, использовавшийся в этом
эксперименте, схематически представлен на фиг. 33. Циркуляция реагентов в
системе осуществлялась с помощью насоса. Тепловая конвекция
