Übergangsmetall-Sulfide spielen entscheidene Rolle im Stoffwechsel
Wie hat das Leben auf der Erde angefangen? Hat es wirklich mit Zellen oder Nukleinsäuren in der Ursuppe begonnen, wie häufig angenommen wird? Wie das Wissenschaftsmagazin Science berichtet, haben Wissenschaftler der Technischen Universität München im Labor erstmalig einen Reaktionszyklus nachgewiesen, der eine andere Theorie experimentell unterstützt: Danach spielen Übergangsmetall-Sulfide, die in Vulkanen gebildet werden, eine entscheidende Rolle als Katalysator eines Stoffwechsel-Zyklus.
Die Wissenschaftler des Lehrstuhls für Organische Chemie und Biochemie der Technischen Universität München in Garching konnten mit Hilfe der Massenspektrometrie und NMR-Spektroskopie einen geschlossenen vielstufigen Reaktionszyklus in Gegenwart von wässrigem kolloidalem Eisen-Nickel-Sulfid und Kohlenmonoxid (CO) messen. Dieser Reaktionszyklus (von Aminosäuren über Peptide, Hydantoine und Harnstoffe zurück zu Aminosäuren) zeigt die typischen Merkmale eines Stoffwechselzyklus mit einem aufbauenden (anabolischen) Teil, einem abbauenden (katabolischen) Teil und einer Energiekopplung (Oxidation von CO zu CO2).
Mit dem Nachweis dieser Reaktionsfolge liefern die Chemiker eine wesentliche experimentelle Stütze zu der Theorie, nach der das Leben nicht mit Zellen oder Nukleinsäuren in einer Ursuppe begonnen hat, sondern mit Stoffwechselzyklen. Durch den zyklischen Ablauf über den Aufbau und Abbau von Peptiden ist gegeben, dass die Ausgangsmaterialien der Reaktion nicht verbraucht werden, sondern für einen weiteren Zyklus wieder zur Verfügung stehen. Die Experimente deuten darauf hin, dass es ein autokatalytischer (d.h. sich selbst beschleunigender) und damit evolutionsfähiger synthetischer Prozess war, mit dem das Leben seinen Anfang genommen hat.
Claudia Huber, Wolfgang Eisenreich, Stefan Hecht und Günter Wächtershäuser. A Primordial Possible Peptide Cycle. Science 301, Seite 938-940.
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