Фото: Susan Lang, U. of SC. / NSF / ROV Jason / Woods Hole Oceanographic Institution
Международная группа ученых выяснила, что до появления жизни на Земле могла возникнуть примитивная форма метаболизма благодаря активности геотермальных жерл. Основным катализатором, который предшествовал ферментам, специалисты называют минералы, содержащие переходные металлы. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.
Специалисты считают, что первым появился аналог пути ацетилкофермента А (ацетил-КоА), который позволяет микроорганизмам превращать углекислый газ в пируват и ацетат. Это единственный путь биологической фиксации углерода, где в качестве источника электронов служит водород. Водород в обилии встречается в щелочных гидротермальных жерлах, однако эффективная фиксация углерода, которая способствовала бы появлению сложных органических молекул, почти не протекает в абиотической (неживой) среде.
В живых организмах в пути ацетил-КоА участвуют ферменты, облегчающие протекание реакций. Исследователи предположили, что в неживой среде такими катализаторами могут служить гидротермальные минералы, в которых содержатся переходные металлы — например, железо и никель.
Результаты экспериментов показали, что фиксация углерода с помощью водорода действительно может быть эффективной в присутствии аваруита (Ni3Fe), магнетита (Fe3O4) и грейгита (Fe3S4). Все эти вещества катализируют связывание CO2 с H2 в воде и дают продукты, которые соответствуют продуктам биологического пути ацетил-КоА: формиат, ацетат и пируват. Соответствующие реакции протекают на поверхности минералов.
Ученые пришли к выводу, что простые абиотические геохимические реакции могли проложить путь к раннему метаболизму, который до сих пор имеется у микробов.
