Os químicos da Universidade de Purdue descobriram um mecanismo para que as reações de formação de peptídeos ocorram na água – algo que intriga os cientistas há décadas.
“Esta é essencialmente a química por trás da origem da vida”, disse Graham Cooks, o Henry Bohn Hass Distinguished Professor of Analytical Chemistry na Purdue’s College of Science. os blocos de construção da vida, em gotículas de água pura. Esta é uma descoberta dramática.”
Essa química à base de água, que leva às proteínas e, portanto, à vida na Terra, também pode levar ao desenvolvimento mais rápido de medicamentos para tratar as doenças mais debilitantes da humanidade. A descoberta da equipe foi publicada na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Durante décadas, os cientistas teorizaram que a vida na Terra começou nos oceanos. A química, no entanto, permaneceu um enigma. Aminoácidos brutos – algo que os meteoritos entregavam diariamente à Terra primitiva – podem reagir e se unir para formar peptídeos, os blocos de construção das proteínas e, eventualmente, a vida. Curiosamente, o processo requer a perda de uma molécula de água, o que parece altamente improvável em um ambiente úmido, aquoso ou oceânico. Para a vida se formar, ela precisava de água. Mas também precisava de espaço longe da água.
Cooks, especialista em espectrometria de massa e química da Terra primitiva, e sua equipe descobriram a resposta para o enigma: “A água não está molhada em todos os lugares”. Nas margens, onde a gota de água encontra a atmosfera, reações incrivelmente rápidas podem ocorrer, transformando aminoácidos abióticos nos blocos de construção da vida. Lugares onde a espuma do mar voa no ar e as ondas batem na terra, ou onde a água doce borbulha encosta abaixo, eram paisagens férteis para a evolução potencial da vida.
Os químicos passaram mais de 10 anos usando espectrômetros de massa para estudar reações químicas em gotículas contendo água.
“As taxas de reações em gotículas são de cem a um milhão de vezes mais rápidas do que os mesmos produtos químicos reagindo em solução a granel”, disse Cooks.
As taxas dessas reações tornam os catalisadores desnecessários, acelerando as reações e, no caso da química terrestre primitiva, tornando possível a evolução da vida. Compreender como esse processo funciona tem sido o objetivo de décadas de pesquisas científicas. O segredo de como a vida surgiu na Terra pode ajudar os cientistas a entender por que isso aconteceu e informar a busca por vida em outros planetas, ou mesmo luas.
Compreender como os aminoácidos se transformaram em proteínas e, eventualmente, formas de vida revoluciona a compreensão dos cientistas sobre a síntese química. Essa mesma química poderia agora ajudar os químicos sintéticos a acelerar as reações críticas para descobrir e desenvolver novas drogas e tratamentos terapêuticos para doenças.
“Se você andar por um campus acadêmico à noite, os prédios com as luzes acesas são onde os químicos sintéticos estão trabalhando”, disse Cooks. “Seus experimentos são tão lentos que duram dias ou semanas. Isso não é necessário, e usando química de gotículas, construímos um aparelho, que está sendo usado em Purdue agora, para acelerar a síntese de novos produtos químicos. e potenciais novas drogas.”
