Происхождение жизни - Руттен М.
Скачать (прямая ссылка):
В опытах Фокса образовывались соединения, во всех существенных отношениях сходные с природными белками. Так, они состоят из крупных молекул с молекулярной массой до 300000, сложенных из тех же блоков, что и природный белок. Они содержат 18 из 23 аминокислот, обычно встречающихся у современных организмов. Таким образом, они отвечают общему определению белка. С природным белком они сходны и по ряду других важных
1 В присутствии избытка аспарагиновой и глутаминовой кислоты смесь аминокислот переходит в необходимое для осуществления реакции жидкое состояние (расплав) при гораздо более низкой температуре. В противном случае она просто обугливается. — Прим. ред.
свойств, например по связыванию полинуклеотндов [41], по пригодности в пищу бактериям и крысам, по способности вызывать реакции, сходные с теми, которые катализируются ферментами в организмах. Так, эти искусственно синтезированные «органические» соединения способны каталитически разлагать глюкозу. Активность их, правда, мала, но, как указывается в сообщении об этом [14], «...первым белкам достаточно было проявлять хотя бы слабую активность». Кроме того, эти вещества могут оказывать действие, аналогичное действию меланоцитстимулирующего гормона [16].
950—1050°С 14
СН4, NH3, Н20-----------* аминокислот
18 аминокислот (значительные количества Асп и Глу)
170ГС или | 65еС в присутствии ПФК
i
Протеиноид + пурины, пнримидины
Zn (ОН)а Н»0 | 100—20СС
‘ i
Микросферы, Микросферы
способные расщеплять АТФ pH 3
pH 5—6
Регулярные изменения
Фиг. 34. Каталитическое, или «ускоряющее», действие неорганически синтезированных протеиноидов [11].
С тех пор многое было сделано для изучения активности этих соединений, и Фокс [И —13] смог сообщить о многих других ее проявлениях (фиг. 34). Терминология с тех пор также усовершенствовалась, и вместо «ферментативной активности» в применении к этим веществам теперь употребляют термин «каталитическая» или даже «ускоряющая» активность. Это делают для того, чтобы провести различие между активностью искусственно синтезированных белковоподобных соединений (так называемых протеиноидов) и активностью соединений, свойственных современным организмам. Конечно, функция ферментов, по сути дела, и есть катализ, т. е. ускорение реакций, но все же довольно слабая активность протеиноидов может показаться несравнимой с сильным и высокоспецифичным действием современных ферментов. Можно назвать активность протеиноидов, скажем, «предферментной». Главное — не в ее отличиях от действия современных ферментов, а в том, что она уже существовала в период перехода от преджизни к ранней жизни, когда высокоактивных и специфичных ферментов еще не было.
Другое важное свойство протеиноидных соединений, о котором мы еще поговорим в разд. 6 следующей главы, — их «ограниченная гетерогенность». Это значит, что последовательность аминокислот в их пептидных цепях не совершенно случайна, а, напротив, более или менее закономерна.
Фокс пишет, что пока невозможно провести строгое сравнение этих искусственных соединений с природными белками, так как молекулы белков настолько сложны, что структура большинства из них еще не определена с достаточной точностью. Стремясь подчеркнуть сходство этих искусственных белковоподобных соединений с природными белками, Фокс называет первые протеиноида-ми. Поскольку они были синтезированы под действием тепла, в дальнейшем их стали называть «термическими протеиноидами».
Полное, хотя и лаконичное описание экспериментов по синтезу этих термических протеииоидов можно найти в статье Фокса [8] *.
Следует подробнее рассказать об одном весьма эффектном результате этих экспериментов, а именно об образовании микросфер из термических протеиноидов. Процесс несложен. Промывая горячую смесь искусственных полимеров водой или водными растворами солей, получают многочисленные микросферы. Они очень малы, их диаметр — около 2 мкм. Их морфологические особенности показаны на фото 4—7.
Микросферы довольно стабильны. Если их помещают в растворы иной концентрации, чем концентрация раствора, в котором они образовались, то можно наблюдать их реакцию. В слишком концентрированных растворах они сморщиваются, в разбавленных набухают, т. е. их реакция на изменение осмотического давления сходна с реакцией живых клеток. Видимо, это объясняется наличием у них полупроницаемой наружной оболочки, сходной с мембраной. Судя по электронным микрофотографиям, эта оболочка может быть даже двойной (фото 7).
’ Приводим основные стадии их синтеза, согласно «термической теории происхождения жизни» по Фоксу [9]. Первым шагом было образование при очень высоких температурах аминокислот. Такой синтез вполне возможен наряду с другими, т. е. при воздействии электрических разрядов (Миллер), ультрафиолетового излучения (Поннамперума) и высокой температуры (Оро). Возможность такого термического синтеза экспериментально доказана Харадой и Фоксом [21].
