Martedì, 04 Luglio 2023 12:00

La sfida dei dipeptidi per “la vita” - Nuovo articolo

La comprensione della risposta delle molecole organiche alle radiazioni ionizzanti e la loro evoluzione verso proteine ed enzimi è una questione fondamentale in astrochimica e astrobiologia. I dipeptidi ciclici, ottenuti formando due legami peptidici tra due aminoacidi, potrebbero aver svolto un ruolo importante nell'evoluzione della vita, sviluppando sia strategie di sopravvivenza che meccanismi reattivi intelligenti per la sintesi dei peptidi.
Questi i risultati espressi nel nuovo articolo pubblicato come ’Hot Article’ su Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP).

I dipeptidi sono i peptidi più semplici esistenti in natura. Sono costituiti da due amminoacidi uniti insieme tramite uno (dipeptide lineare, l) o due legami peptidici (dipeptide ciclico, c) legami peptidici tra i gruppi carbossilici e amminici ai terminali opposti di ciascun amminoacido. 
I dipeptidi lineari rappresentano il primo passo nella crescente complessità delle biomolecole verso la formazione di proteine ed enzimi costituiti da centinaia o migliaia di amminoacidi. I peptidi ciclici, nonostante siano composti solo da poche unità, potrebbero aver giocato un ruolo nell'evoluzione della vita come intermedi per la sopravvivenza degli amminoacidi così come per la formazione di oligopeptidi.
I risultati degli studi di fotoionizzazione e fotoframmentazione di diverse specie contenenti alanina e glicina (c-AlaAla [1,2], c-GlyGly e c-GlyAla [3]) condotti dal CNR-ISM e Università di Stoccolma presso la linea di luce CIPO della sorgente di radiazione di sincrotrone di Elettra e la simulazione teorica fatta dal Dipartimento di Chimica -Universidad Autonoma de Madrid mostrano che la decomposizione di questi dipeptidi ciclici da un lato può portare ad un rilascio efficiente di specie prebiotiche, come CO e HNCO [4], o dall'altro alla produzione di "frammenti reattivi", ossazolidinoni e molecole di aziridina che possono dare origine a nuovi legami peptidici, riformando la molecola ciclica originaria o diventando il seme di una catena peptidica lineare. Questi meccanismi previsti per la formazione del peptide possono aver svolto un ruolo nelle prime fasi dell'evoluzione chimica della vita. 
Tuttavia, la loro verifica sperimentale richiede diverse molecole interagenti come sorgente dei necessari reagenti. Pertanto, futuri esperimenti sull'irradiazione di cluster in fase gassosa e film di campioni biomolecolari, saranno eseguiti per simulare la presenza di un ambiente e dimostrare definitivamente l'efficienza l’esistenza di questi meccanismi.

References. [1] D. Barreiro-Lage et al. JPCL (2021), 12, 7379–7386; [2] J. Chiarinelli et al. PCCP (2022), 24, 5855–5867; [3] D. Barreiro-Lage et al. PCCP (2023) DOI: 10.1039/D3CP00608E; [4] S. Miller, Science (1953,) 117, 528−529. Acknowledgement. COST actions CA18212 – Molecular Dynamics in the GAS phase (MD-GAS)

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