Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
реакцию Сакагуши; отсюда был сделан вывод, что в числе продуктов реакции
были также аргинин и (или) гуанидин.
Ранее было показано, что при обработке водным раствором основания
олигомера HCN образуется глицин [50]. Было сделано
Таблица 19
Синтез аминокислот
Реагенты Продукты Источник свободной энергии Фаза Источник
данных
1. KCN 4 НСНО + Н20 Гли Водная 126)
2. НСНО + NR.NH, + Н,0 Аминокислоты [55]
3. (сн2о)д 4 kno3 + ао1) Вал, Гис, Про, Лиз, Сер, Асп, Гли,
Солнечный свет (80 ч) » [56)
Acn-NH2, Apr, Ори
4. (СН,0)га + N, + Н,02) Гли, Ала,"Вал, Гис, Глу, Асп, Ори,
Электрическая лампа Водная, атмо- [57]
СН1+4 NH3 4 СО 4- H.O'J Лей (500 Вт) сферный N2
5. Ала + другие аминокислоты УФ Газовая ‘ [58]
6. NHj или NH3 + янтарная, малеино-вая или пролионовая кислоты4) Гли,
Ала, Асп УФ Водная [59]
7. Смеси СН4, С2Н2> Н2, Н20, N2, NH3 Нингидринположительньге продукты
Рентгеновские лучи Газовая [10]
8. (NH4)2C036) Гли, Ала (?) у-Л учи Твердая [60]
(в вакууме)
1) Т от 18 до 23.5 rC; FeCl3 добавлен в качестве катализатора; конечное
значение pH—or I до 0,8; в темноте аминокислоты не образуются; (СНгО)д
полиоксиметилен; природа продуктов варьирует в зависимости от
концентрации KNO3; возможно получение кристаллических Асп, Сер, Гли и
Acn-NH-2 Для химического ащлиэа.
2) В качестве катализаторов использовались М0О2, CUSO4. FeCl3 или СоС1<>:
распределение продуктов варьировало в зависимости от времени облучения; в
качестве источников азота можно использовать аммонийную соль карбдминовой
кислоты, KNO3 или NH4NO3; механизм, предложенный для синтеза глицикз:
СН.О + 2Н СН3ОН, СНО—СООН + 2NH3 hn=chcoonh4,
СН,0 + О i НСООН, NH=CHCOONH4 + 2Н HjNCHjCOONH*,
О + 2СН..О НОСН,—СООН, HoNCH,,COONH4 + Н20 7=^- NH2CH2COOH -г nh3 .
НОСН,—СООН СНО—СООН + 2Н,
3) Предложено использовать окислы минералов, на которых адсорбируются
реагенты, так что становится возможным использовать свет с большой длиной
полны.
?*) Эффективными реагентами являются также окси- и кетокислоты.
5) Предпочитается, что иа первобытной Земле источниками у-лучей
служили радиоактивные минералы.
СИНТЕЗ БИОМОНОМЕРОВ
175
предположение, что при пиролитическом образовании аминокислот из NH4CN
промежуточным продуктом служит тетрамер HCN [51]. Это предположение
основано на факте существования следующей реакции:
В опытах с нагреванием цианистого аммония наряду с аминокислотами
наблюдалось образование полимера черного цвета [23]. Катализируемая
основаниями полимеризация HCN также приводит к образованию черного
полимера; удается также наблюдать образование тетрамера HCN
(диаминомалеонитрила) в ходе этой реакции [52]. Все эти факты
подтверждают предположение о промежуточном образовании тетрамера при
синтезе аминокислот.
В другом эксперименте жидкий аммиак смешивали с HCN и смесь выдерживали
при комнатной температуре в течение 48 ч
[53]. После гидролиза были идентифицированы лизин, гистидин,
аспарагиновая кислота, треонин, серии, глицин и изолейцин, а до гидролиза
был обнаружен диаминомалеонитрил. По-видимому, в начальной фазе этой
процедуры образуются предшественники аминокислот и пептидов. Подобным же
образом после облучения ультрафиолетом разбавленных водных растворов >
цианида (pH 8—9) и последующего гидролиза в продукте реакции были
обнаружены глицин, серии, аспарагиновая и глутаминовая кислоты
[54]. Итак, механизм Штрекера с участием альдегидов, надо полагать,
отнюдь не единственный способ, каким могли бы образовываться в условиях
первобытной Земли аминокислоты. Еще одно свидетельство этого —
образование метионина при облучении водного раствора NH4SCN
ультрафиолетом с последующим гидролизом [41].
В табл. 19 представлены данные, которые наряду с результатами
обсуждавшихся до сих пор работ подтверждают ту мысль, что синтез
биомономеров на протяжении химической эволюции мог осуществляться при
участии различных источников свободной энергии — тепла, ультрафиолетового
излучения, рентгеновского излучения, искровых разрядов, а-частиц и т. д.
Большинство сахаров представляет собой восстанавливающие (благодаря
альдегидной группе R—СНО) полиоксисоединения. Примером таких соединений
служит рибоза СН2ОН(СНОН)3СНО. Была предпринята попытка провести синтез
сахаров прямо из
•> Аминокислота
Сахара
176
ГЛАВА IV
формальдегида (НСНО) [62]. Было показано, что, растворяя формальдегид в
присутствии оснований, можно получить сахара [63]. Проведены
многочисленные эксперименты с целью выяснения того, какие именно сахара
синтезируются этим методом. Среди продуктов реакции были, в частности,
идентифицированы фруктоза, целлобиоза, ксилулоза и гликолевый альдегид
[64]. Позднее удалось обнаружить галактозу, фруктозу, маннозу, арабино-
зу, рибозу, рибулозу, ксилозу и ликсозу [65]. Кроме того, были найдены
глицериновый альдегид, диоксиацетон и многочисленные тетрозы [66].
Исследования механизма этой реакции позволили установить, что первая
стадия — так называемый индукционный период — протекает с очень небольшой
