Фотобиология - Конев С.В.
Скачать (прямая ссылка):
Солнца на растворы, содержащие формальдегид, аммиак, углекислоту и
некоторые соли.
Синтез серусодержащих аминокислот происходит в тех случаях, когда в смесь
метана, этана, аммиака и воды вводится сероводород. УФ-облучение такой
смеси приводит к образованию не только аланина, серина, глицина,
аспарагиновой и глютаминовой кислот, но и цистина.
Американским авторам удалось показать, что такие сложные органические
молекулы, как порфирины, необходимые для построения хлорофилла, цитохрома
и гемоглобина, могут возникать в ходе фотохимических реакций в смеси
простых газов (аммиак, углекислота, метан) в водяных парах.
Еще более успешно идет синтез тетрапорфиринов из "организованных"
предшественников - порфирина, пи-ролла и бензальдегида, особенно в
присутствии ацетата цинка в качестве катализатора. В свою очередь порфо-
биллиноген, являющийся естественным предшественником хлорофилла в цепи
его современного биосинтеза из б-аминолевулиновой кислоты, может быть
получен при ее облучении в щелочной среде.
В опытах Поннамперума и Оргеля при УФ-облучении разбавленных водных
растворов цианистоводородной кислоты (10~3М) синтезировались пуриновые
основания - аденин и гуанин, а из аденозина в присутствии ри-бозы и
этилового эфира метафосфорной кислоты - ну-клеозиды (аденозин) и
нуклеотиды (аденозинмоно-, -ди-и -трифосфат). Квантовый выход образования
аденозина из аденина и рибозы составляет 10у5, а нуклеотидов из
нуклеозидов - 10~4. Фотохимически синтезированная АТФ ничем не отличается
от природных макроэргических соединений. Абиогенный, УФ-зависимый синтез
дезок-сиаденозина осуществлен в водных растворах аденина, дезоксирибозы и
цианистого водорода.
Глава XXIII. Свет н происхождение жизни на Земле 359
Фотохимическое образование пиримидиновых нуклеотидов было
зарегистрировано в опытах Санчеса.
Используя относительно простые углеводородные предшественники, к
настоящему времени удалось продемонстрировать и возможность
фотохимического синтеза липидных компонентов, например высших жирных
кислот из гептана, октана и изооктана в смеси с водой и углекислым
кальцием.
Итак, взяв за исходное "сырье" либо элементарные' компоненты первобытной
атмосферы, либо простые соединения - предшественники, в лабораторных
условиях можно промоделировать световой синтез большинства биохимических
молекул малых и средних размеров, включая аминокислоты и нуклеотиды -
мономерные единицы двух основных классов биополимеров (белки и
нуклеиновые кислоты).
Возникает вопрос: реальна ли возможность правильного фотосшивания
мономеров с формированием линейных полипептидных и полинуклеотидных
цепей? Согласно данным Поннамперума и Стейнмана, в УФ-облученных
растворах глицина и лейцина, содержащих конденсирующие агенты цианамид и
дицианамид, обнаруживаются дипептиды (глицил-глицин, глицил-лейцин,
лейцил-гли-цин, лейцил-лейцин) с выходом 1% и некоторое количество
трипептидов с выходом 0,1%, а также полиаланин. Другие авторы
(Элленбоген, Стейнман с сотр., Т. Е. Павловская, Т. А. Телегина)
наблюдали фотохимическое образование пептидов даже из более простых
предшественников: ацетальдегида и аммонийных солей или хлористого аммония
и метана в присутствии солей железа.
В опытах Т. А. Телегиной из ацетальдегида и аммония синтезировались
нейтральные и основные пептиды, содержащие глицин, валин, аланин, лизин,
серии, аспарагиновую и глютаминовую кислоты, причем 57% связанного азота
обнаруживалось в пептидах, а 42%-в свободных аминокислотах. В среднем
пептиды состояли из четырех мономерных единиц.
При фотохимической полимеризации дезоксирибону-клеотидов получались
полинуклеотиды, состоящие из 12-30 мономеров, соединенных чаще всего
нормальными 3,5-связями.
Таким образом, можно с достаточной уверенностью
360
Глава XXIV. Лазерное излучение
отстаивать тезис о важной роли УФ-света при абиогенном синтезе большого
ассортимента биохимических молекул, по крайней мере на химической стадии
эволюции жизни на Земле. Отсутствие кислорода в атмосфере способствовало
преобладанию синтетических процессов над деструктивными. Энергия квантов
света использовалась не только для преодоления активационных барьеров
химических превращений, но и запасалась в их продуктах, создавая условия
для протекания эндергонических реакций синтеза.
Рекомендуемая литература
Додонова Н. Я-i Сидорова А. И. Роль этиловых радикалов в синтезе
аминокислот под влиянием вакуумной ультрафиолетовой радиации.- Биофизика,
1962, 7, 31.
О п а р н н А. И. Роль УФ-излучения в процессе абиогенного синтеза
органических соединений в возникновении жизни на Земле.- В сб.:
Биологическое действие ультрафиолетового излучения. М., 1975, с. 7.
Павловская Т. Е. Роль ультрафиолетового излучения в абиогенном синтезе
биологически важных соединений.- В сб.: Эволюционная биохимия. М., 1973,
с. 21.
Павловская Т. Е. Образование биологически важных соединений при действии
УФ-излучения.- В сб.: Биологическое действие ультрафиолетового излучения.
