Происхождение предбиологических систем - Опарин А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Оро. Д-р Поннамперума был удивлен тем, что ему не удалось обнаружить пиримидины, тогда как мы их обнаружили. Я бы хотел предложить два вероятных объяснения: отсутствие образования соответствующих промежуточных С3-компонентов и использование более низкой температуры (наши опыты проводились при температуре 135°).
Ш р а м м. Может ли аденозин превратиться в аденозинфосфат без облучения? Не пытались ли вы проверить это?
Поннамперума. При температуре около 40° нам не удавалось получить нуклеотиды без облучения.
Чаргафф. Имеются ли данные об образовании в различного типа первичных бульонах таких соединений, как гидразин или гидроксиламин? Известно, что пиримидины легко разрушаются в присутствии гидразина; вот вам и подходящее объяснение. Обнаруживали ли вы гидразины или гидроксиламин?
Поннамперума. Мы не определяли их.
О р о. Гидразин в большом количестве образуется при действии электрических разрядов на аммиак или смесь аммиака с водой. Однако в присутствии метана синтез гидразина снижался за счет образования аминокислот и амидов. Химические свойства гидразина еще не изучены полностью.
Шрамм. Расщепление пиримидинов происходит только при высоких концентрациях гидразина.
О р о. Следует добавить, что формальдегид и гидразин дают начало ряду весьма интересных соединений. Так, кроме вышеназванных аминокислот, о которых я говорил в своем докладе, мы наблюдали образование ацетальдегида и пиридинов. Поскольку некоторые производные пиридина известны как коферменты, представляет интерес обсудить возможные пути образования пиридинов из формальдегида и гидразина. В присутствии гидразина формальдегид претерпевает процесс альдольной конденсации, который ускоряется в щелочной среде; при этом образуются моносахариды, которые легко циклизуются с образованием пираноз и фураноз.
При восстановлении гидразина возникает аммиак, который легко замещает кислород в карбонильной группе пиранозы, что ведет к образованию пиридина. По-видимому, за счет такой же последовательности реакций из фуранозы возникают пирролы.
Как было показано оригинальными опытами Горбачевского, а недавно и работами других авторов — Бредерика, Оро, Поннам-перумы,— из таких аминокислот, как, например, глицин, можно легко синтезировать пурины. Однако для такого синтеза требуются температуры около 500° К. Ниже мы приводим список синтезированных пуринов в порядке уменьшения их выхода, который тем меньше, чем меньше степень их окисленности: мочевая кислота, ксантин, гипоксантин, аденин. Выход аденина, хотя и низок, но сопоставим с количествами, получаемыми при использовании цианистого водорода.
Можно также предположить, что синтез пуринов весьма сходен с ферментативным синтезом этих веществ из смеси цианистого водорода при комнатной температуре. Это заключение основано на более ранних наблюдениях с применением пробы Герлаха — Дёринга, позволяющей обнаруживать или сам аденин, или аде-нинсодержащие соединения. Так, помимо аденина, с помощью этой пробы мы обнаружили на хроматограммах еще одно соединение, дающее положительную реакцию Герлаха — Дёринга. Судя по меньшей подвижности этого соединения и по некоторым другим его свойствам, мы предположили, что это ацил- или гликозилпро-изводное аденина; по-видимому, можно считать также, что промежуточные продукты при синтезе нуклеозидов образуются до циклизации имидазольного и пиримидинового колец молекулы аденина, что характерно и для ферментативного синтеза.
Саган. Д-р Буханан предположил, что примитивный синтез пуринов и пиримидинов протекал аналогично биосинтетическому пути образования этих веществ. Однако С02 всегда находился в атмосфере Земли в малом количестве, так как, согласно Юри, избыток С02 взаимодействовал с силикатами с образованием карбонатов и песка. Реакция эта зависела от парциального давления С02, которое, в свою очередь, определялось температурой окружающей среды. Но парциальное давление С02 было того же порядка, что и в современных условиях. Следовательно, если пути образования пиримидинов в то отдаленное время были сходны с современными, то их тормозил недостаток С02.
Буханан. Возможно, что запас С02 пополнялся за счет распада щавелевоуксусной кислоты. Однако при проведении ферментативной реакции трудно определить, какое из соединений является лучшим предшественником пуринов — щавелевоуксусная кислота или С02.
Поннамперума. Д-р Фокс показал ранее, что яблочная кислота и мочевина дают урацил. Это может быть ответом на ваш вопрос.
Фокс. Этот синтез идет в присутствии полифосфорной кислоты и сопровождается дегидратированием последней. Таков вполне вероятный механизм, при котором происходит потеря молекулы воды.
Поннамперума. Изучая протеиноид, полученный путем нагревания аминокислот, мы обнаружили следы гуанина. По-видимому, его синтез аналогичен биосинтетическому процессу, в котором аминокислоты также служат предшественниками.
Трудно сказать с уверенностью, как возникает гуанин. Однако опыты с мечеными аспарагиновой и глутаминовой кислотами показали, что ни одна из них не участвует в образовании гуанина. В его образовании принимают участие какие-то другие аминокислоты (может быть, одна аминокислота).
