Происхождение предбиологических систем - Опарин А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Фиг. 9. Скорость диализа фотопродуктов фенилаланина (510'4М), полученных при облучении ультрафиолетом (2537 А) в атмосфере N2 (/) и 02 (2).
3 — контроль. Радиоактивность приводится в расчете на 1 мл раствора.
Фиг. 10. Скорость диализа фотопродуктов тирозина (1,8-10_3А/), полученных при облучении ультрафиолетом (2537 А) в атмосфере азота (1) и кислорода (2).
3 — контроль. Радиоактивность приводится в расчете на 1 м.i раствора.
сосредоточена в двух фракциях, одна из которых имеет Rf = О и соответствует полимеру, а другая соответствует исходному, неполимеризованному фенилаланину. Результаты этих опытов
Фиг. 11. Кинетика изменения общей радиоактивности (/), а также радиоактивности исходного фенилаланина (2) и его фотополимера, Rf = 0 (3), в зависимости от продолжительности облучения ультрафиолетом С14-фенил-аланииа. Облучение проводили в атмосфере азота (А) и кислорода (Б).
представлены на фиг. 11. Следует указать, что в присутствии 02 образование полимера происходит быстрее, однако при длительном облучении он вскоре исчезает в результате фотоокисления.
БЕСПОРЯДОЧНЫЕ ПОЛИМЕРЫ НА ПРИМИТИВНОЙ ЗЕМЛЕ
Для того чтобы уложить полученные факты в какую-либо единую схему химической эволюции, следует прежде всего допустить существование ароматических соединений абиогенного происхождения. На данной конференции будут рассмотрены различные механизмы синтеза подобных соединений. Нам достаточно просто предположить, что они существовали на примитивной Земле. При наличии восстановительной атмосферы под действием коротковолновой ультрафиолетовой радиации Солнца эти ароматические соединения должны были взаимодействовать с образованием случайных полимеров — соединений, обладающих наиболее стабильной конфигурацией. Эти случайные полимеры имели, по-видимому, свойства, характерные для современного меланина. Поскольку они были инертными в химическом отношении и отличались ста-
бильностью в условиях, вызывающих фотолиз, их можно рассматривать как термодинамический тупик, в который зашли многие пути химической эволюции.
Этот субстрат в качестве матрицы для дальнейшей химической эволюции обладал, по-видимому, рядом преимуществ по сравнению с простой адсорбцией веществ на минералах. В отличие от правильной структуры кристаллической решетки минералов поверхность и внутренняя, пронизанная порами структура полимерных частиц, по-видимому, характеризуются бесконечным разнообразием пространственных конфигураций. Если представлять себе некую комбинацию стереоспецифичных участков и соответствующих функциональных групп (даже просто содержащих ионы металлов) в качестве прототипа механизма ферментативных реакций, то меланин окажется несравненно более подходящим объектом для размышлений, нежели поверхность минерала.
Исследование меланина методом ЭПР показало, что он обладает рядом свойств, важных с точки зрения молекулярной эволюции [3]. Известно, что неспаренные электроны распределены во всем объеме частиц меланина, где они защищены от действия многих химических реагентов. Так, аскорбиновая кислота, а также, по-видимому, молекулярный кислород не способны проникать в зону неспаренных электронов. Ион меди, напротив, может проникнуть непосредственно в эту зону и устранить парамагнетизм, хотя существуют и другие активные участки, с которыми ионы меди могут реагировать в первую очередь. Вода способна диффундировать вплотную к неспаренным электронам, сильно изменяя их периоды релаксации. Таким образом, меланин обладает свойствами, присущими молекулярным ситам и ионообменным смолам.
На нашем современном уровне понимания химической эволюции всегда рискованно считать, что одна биохимическая молекула более «примитивна», чем другая. И все-таки не исключено, что на вопрос: «Какой полимер возник раньше — белок или ДНК?»— мы получим ответ: «Меланин».
ЛИТЕРАТУРА
1. A k а b о г i S., The Origin of Life on the Earth, Moscow Symposium,
I.U.B. Pergamon Press, London and New York, 1959.
2. В e г п a 1 J. D., The Physical Basis of Life, Routledge and Kegan Paul. Ltd., London, 1951.
3. В 1 о i s M. S., Z a h 1 a n А. В., M a 1 i n g J. E., готовится к печати. 1963.
4. Cope F. W., Sever R. J., P о 1 i s B.D., Arch. Biochem. Biophys., 100, 171, 1963.
5. К e n у о n D. H., неопубликованные данные. 1963.
6. Kenyon D. Н., В 1 о i s М. S., Protochem. Photobiol, в печати, 1964.
7. Холодный Н., Изв. Арм. филиала АН СССР, 9, 10, 89 (1942).
8. Mason Н. S., J. Biol. Chem., 172, 83 (1948).
9. N а к a m и г а Т., Biochem. Biophys. Res. Commun. 2, 111 (1960).
10. N i с о 1 a u s R. A., Rass. di Med. Speriment. Anno IX, Suppl., 1, 1962.
11. R a p e r H. S., Physiol. Rev., 8, 245 (1928).
12. Вильямс В. P., Избранные сочинения, т. 1, 1956.
13. Vivo-Acrivos J. L., В 1 о i s M. S., Informal Discussion on Free
Radical Stabilization (abstracts). Faraday Society, Sheffield, England, 1958.
14. Wertz J. E., Reitz D. C., Dravnieks F., Free Radicals in
Biological Systems (M. S. Blois, et al. eds.), p. 183. Academic Press, New
