Рибоза и другие углеводы могут быть синтезированы в межзвездный лед под воздействием УФ-излучения

В пространство, чтобы обнаруживать разнообразные органические вещества, тем не менее, о механизмах их формирования малоизвестны. Астрофизики и химиков из Франции, Дании и Мексики показали экспериментально, что в условиях, имитирующих начальным этапом формирования планетных систем, воды, льда, который добавляют в метанол и аммиак под действием УФ-излучения состоит из различных углеводов, в том числе рибоза — важный компонент РНК. Авторы предполагают, что химический процесс, который приводит к синтезу этих углеводов аналогично автокаталитических реакции Бутлерова, хоть и не требует присутствия двухвалентных ионов металлов.

Ведь знаменитый эксперимент Миллера – Юри, который, по сути, стали современные пребиотическая химия, ученые нашли множество природных сред, которые могут перейти на абиогенного синтеза органического вещества (см. ссылки в конце новости).

Такой синтез не только возможен, вулканических источников или в атмосфере планет, а в космосе, где органический материал не является редкостью. Простейшие органические молекулы в межзвездном газе; Метеор определенного типа (углистых хондритов, которые являются остатки первичной материи, протопланетный диск) встречается разнообразный и достаточно сложных органических соединений, таких как аминокислоты и азотистых оснований (см. метеорит Мерчисон); это доказывается наличием органических кометы (см.: Ф. Goesmann и соавт., 2015. Органические соединения на комете 67p/Чурюмова-Герасименко раскроет КАЗАЦКАЯ масс-спектрометрии). Это говорит о том, что молодая Земля, начало может быть очень много органических веществ (и время от времени, чтобы получить дополнительные дозы от космического пространства).

Роль главной комнаты в “фабрики” для производства органического вещества с уверенностью утверждать, космическая пыль, часть молекулярного облака, из которого образовались звезды и протопланетного диска (см.: в. Н. Snytnikov. Astronautalis как на начальной стадии процессов geobiological. Жизнь создали планету?).

Считается, что на ранних этапах формирования планетных систем является синтез органического вещества происходит под действием ультрафиолетового излучения на ледяных “мантии”, которая охватывает силикатные или углистых частиц космической пыли. Структура этого “dokumentnogo лед” (precometary лед) содержит, кроме воды, метанол (СН3ОН), аммиака (NH3) и ряд других веществ. Ученые уже научились моделировать в лабораторных условиях процессы, происходящие в ледовых условиях, приближенных к реальным пространством, а именно при экстремально низких температурах и давлениях. Показано, что под действием ультрафиолетового облучения из замороженной смеси воды, метанола и аммиака образуется из другой аминокислоты (М. Нуэво и соавт,. 2007. Разделение энантиомерной сложных органических молекул, произведенных с облучением интерстеллар/планетарных льда аналогов), а также альдегидов, в том числе и простых Сахаров: глицеральдегид и glycolaldehyde (П. де Марселлус и соавт., 2015. Альдегиды и сахара превратилась precometary льда аналоги: важность льдов в astrochemical и предбиологическая эволюция).

Новая статья опубликована в журнале науки, астрофизики и химиков из Франции, Дании и Мексики сообщил второй успех в пути для понимания органической химии космоса. Авторы облучали УФ-светом в вакууме тонкий слой искусственной “dokumentnogo лед”, который состоит из воды, метанола и аммиака в соотношении 10:3,5:1, охлаждают до температуры 78 к (-195°с). Полученную смесь твердых веществ нагрелось до комнатной температуры (это тоже, конечно, могут быть некоторые химические реакции) и проанализированы с использованием наиболее эффективных современных методов: двумерной газовой хроматографии — времяпролетной масс-спектрометрии (ГХ×ГХ-времяпролетной масс-спектрометрии; см.: в. Welthagen и соавт., 2005. Комплексной двумерной газовой хроматографии–времяпролетной масс-спектрометрии (ГХ×ГХ-ТОФ) с высоким разрешением метаболомика: обнаружение биомаркеров в ткани селезенки экстракты ожирением НЗО по сравнению с худой мышей линии c57bl/6; подробное описание методики приведено в дополнительных материалах).

Применение этого высокочувствительного метода позволило выявить, наряду с detektirovanie в предыдущих экспериментах в простые углеводы, количество четырех-, пяти – и шести нестабильных-моносахариды атома углерода и родственных соединений (спиртов, кислот и Сахаров). Основные выявленные молекулы представлены на рис. 2.

Рис. 2. Некоторые моносахариды и родственных соединений, полученные в ходе эксперимента. Количество каждого вещества в конечной смеси, указаны в частях на миллион (ppm). С-2, …, С-5 является число атомов углерода в молекуле. Нестабильная шести-углеродные соединения, которые также были получены в ходе эксперимента, не представлено. Изображение из обсуждаемой статьи в Science

В таких экспериментах, как правило, тяжело, даже не интересно синтезировать органические вещества, и во-первых, чтобы точно их идентифицировать, а во-вторых, чтобы доказать, что найденное вещество не проникло извне в результате непреднамеренного загрязнения. Первая задача исследователя лучше справляться поддерживать непрерывно развивающихся методов анализа (ср. МФ. Получены новые результаты старого эксперимента Стэнли Миллера, “элементы”, 20.10.2008). Вторая проблема, авторы обсудили статью решили с помощью изотопного мечения: метанол является единственным источником углерода в системе, содержит только один тяжелый изотоп углерода 13С в природе приходится лишь 1% от общего числа атомов углерода (остальные 99% в первую очередь легким изотопом 12С). Все углерода, синтезированных Сахаров представлена тяжелым изотопом, что доказывает их подлинность.

Судя по полученный набор молекул, химический процесс, который происходит в “decomatom лед” под действием ультрафиолетового света, похожий на знаменитый автокаталитических реакции Бутлерова (Рис. 3; ср. Деян. также: Химикам удалось стабилизировать абиогенному синтезу Сахаров, “элементы”, 24.02.2010). Как реакция Бутлерова, чтобы попробовать, а также сахар, синтезируемый из сахара спирты кислот и Сахаров, и молекулы с разветвленными углеродными цепями — methylglutaryl гидрокси и гидрокси метилирования. Однако, в отличие от классической реакции Бутлерова, процесс “decomatom лед” под действием ультрафиолета, не требует присутствия двухвалентных металлических ионов, таких как Ca2+.

Рис. 3. Он Бутлерова реакция “decomatom лед” (показывать только процессы, ведущие к четырех – и пяти-углеродный сахар). Формальдегид (1) получается путем окисления метанола, превращается в glycolaldehyde (2), и который, в свою очередь, катализирует реакции. Glycolaldehyde и формальдегида в результате aldolta конденсации глицеральдегид-Анна (3), который является isomeroidun, что дигидроксиацетон (4). Последний реагирует с glycolaldehyde и преобразованы в пяти-углеродных Сахаров, таких как рибоза (6). Дигидрокси ацетон реагирует с формальдегидом, что приводит к образованию четырех-углеродных Сахаров (7, 8). Прочитать статью обсуждаемого в науке

Авторы считают крайне важным, чтобы они получения соединений в заметном количестве присутствует рибоза является неотъемлемой частью скелета РНК Шарафутдинова. До недавнего времени, абиогенному синтезу рибозы считался обязательным этапом абиогенного синтеза рибонуклеотидов строительные блоки РНК. Однако, в 2009 году, установлено достоверное “поворот”, что позволяет авторитета регулирования для получения рибонуклеотидов, минуя стадию свободной рибозы (см.: Химиков преодолел самое большое препятствие для абиогенного синтеза РНК, “элементы”, 18.05.2009). Тем не менее, демонстрация возможностей синтеза различных Сахаров в межзвездный лед зерна имеет большое значение для предбиотической химии. Результаты в целом хорошо согласуются, что астрофизики узнали в органической химической лаборатории для исследования межзвездного газа, метеорита и кометы.

Источник: Корнелия Мейнерт, АУ-паир девушка Юлия Миргородская, Пьер де Марселлус, Томас Бухта, Лоран Нахон, Северин в. Гофман, Луи Ле сержант д Hendecourt, Уве Ж. Meierhenrich. Рибоза и связанных Сахаров УФ-облучения межзвездного льда аналогов // Наука. 2016. В. 352. П. 208-212.

См. кроме того, абиогенного синтеза органического вещества:
1) В. Н. Snytnikov. Astronautalis как на начальной стадии процессов geobiological. Жизнь создали планету?
2) гидротермально — источник жизни на Земле?, “Элементы”, 30.10.2006.
3) получены новые результаты старого эксперимента Стэнли Миллера, “элементы”, 20.10.2008.
4) Тайна происхождения жизни скоро будет разгадана?, “Элементы”, 12.01.2009.
5) химики преодолели главное препятствие для абиогенного синтеза РНК, “элементы”, 18.05.2009.
6) Лэнсли метаболизм прото-верный путь к земной жизни, “элементы”, 24.03.2015.

Александр Марков

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Обсуждение закрыто.