I peptidi sono uno degli elementi costitutivi di base di tutta la vita. Sono costituiti da singoli amminoacidi disposti in un ordine specifico e questo ordine ne determina le eventuali proprietà. Nel nostro corpo svolgono funzioni completamente diverse: trasportano sostanze, accelerano reazioni o formano scaffold stabilizzanti (cioè "scheletri") nelle cellule.
Come sono nate queste biomolecole versatili è una delle domande alla base dell'origine della vita. Amminoacidi, nucleobasi e zuccheri vari presenti nei meteoroidi, ad esempio, mostrano la loro origine potrebbe essere di natura extraterrestre. Tuttavia, la formazione di un peptide da singole molecole di amminoacidi richiede condizioni molto speciali che, fino ad ora, si pensava fossero più probabili solo sulla Terra.
Acqua e non acqua
"L'acqua gioca un ruolo importante nel modo convenzionale in cui vengono creati i peptidi", ha detto il dott. Serge Krasnokutski del Laboratory Astrophysics and Cluster Physics Group del Max Planck Institute for Astronomy dell'Università di Jena. In questo processo, i singoli amminoacidi si combinano per formare una catena. Affinché ciò avvenga, è necessario rimuovere ogni volta una molecola d'acqua. "I nostri calcoli di chimica quantistica hanno ora dimostrato che l'amminoacido glicina può essere formato attraverso un precursore chimico, chiamato aminochetene, che si combina con una molecola d'acqua. In parole povere: in questo caso, l'acqua deve essere aggiunta per la prima fase di reazione e l'acqua deve essere rimossa per il seconda".
Utilizzando queste informazioni come base di partenza, il team guidato da Krasnokutski è stato in grado di dimostrare un percorso di reazione che può avvenire in condizioni cosmiche e non richiede acqua.
"Invece di seguire la deviazione chimica in cui si formano gli amminoacidi, volevamo scoprire se le molecole di aminochetene potevano formarsi e combinarsi direttamente per formare peptidi", ha detto Krasnokutski, descrivendo l'idea di base alla base del lavoro. "E lo abbiamo fatto nelle condizioni che prevalgono nelle nubi molecolari cosmiche, cioè sulle particelle di polvere nel vuoto, dove le sostanze chimiche corrispondenti sono presenti in abbondanza: carbonio, ammoniaca e monossido di carbonio", ha aggiunto.
Così, in una camera a ultra-vuoto, il team a riunito substrati come modello per la superficie delle particelle di polvere con carbonio, ammoniaca e monossido di carbonio, a circa un quadrilionesimo della normale pressione dell'aria e meno 263 gradi Celsius.
"Le indagini hanno mostrato che in queste condizioni, il peptide poliglicina si forma da semplici sostanze chimiche", ha spiegato Krasnokutski. "Queste sono catene dell'amminoacido semplice glicina e abbiamo osservato lunghezze diverse. I campioni più lunghi consistevano in undici unità dell'amminoacido".
Ora che è chiaro che non solo gli amminoacidi, ma anche le catene peptidiche possono essere create in condizioni cosmiche, potremmo dover guardare non solo alla Terra ma anche più nello spazio quando cerchiamo l'origine della vita.
Lo studio è stato pubblicato su Nature Astronomy.