Proteinoidit tai lämpöproteiinit ovat proteiinin kaltaisia molekyylejä, jotka muodostuvat aminohapoista. Sidney W. Fox ehdotti alun perin, että ne saattoivat olla ensimmäisten elävien solujen ( protosolujen ) esiaste. Termiä käytettiin myös 1960-luvulla kuvaamaan peptidejä , jotka ovat lyhyempiä kuin kaksikymmentä aminohappoa, jotka löytyvät hydrolysoidusta proteiinista, mutta termiä ei enää käytetä.
Yrittäessään paljastaa abiogeneesin välivaiheet tiedemies Sidney W. Fox tutki 1950- ja 1960-luvuilla peptidirakenteiden spontaania muodostumista olosuhteissa, jotka saattoivat olla olemassa varhaisessa maapallon historiassa. Hän osoitti, että aminohapot voivat muodostaa spontaanisti pieniä ketjuja, joita kutsutaan peptideiksi. Yhdessä kokeissaan hän antoi aminohappojen kuivua ikään kuin ne leviäisivät pinnalle lämpimässä, kuivassa paikassa ennen elämää edeltävissä olosuhteissa. Hän havaitsi, että kuivauksen jälkeen aminohapot muodostavat pitkiä, usein silloittuneita, rihmamaisia mikroskooppisia polypeptidipalloja, joita hän kutsui "proteiinimikropalloiksi".
Aminohappojen abioottisen polymeroitumisen proteiineihin peptidisidosten muodostumisen kautta uskottiin tapahtuvan vain yli 140 °C:n lämpötiloissa. Kuitenkin biokemisti Sidney Walter Fox ja kollegat havaitsivat, että fosforihappo katalysoi tätä reaktiota. He pystyivät muodostamaan proteiinin kaltaisia ketjuja 18 tavallisen aminohapon seoksesta 70 °C:ssa fosforihapon läsnäollessa ja kutsuivat nämä proteiinin kaltaiset ketjut proteinoideiksi. Myöhemmin Fox löysi luonnollisia proteinoideja, jotka olivat samankaltaisia kuin ne, jotka hän loi laboratoriossaan Havaijin tulivuorenpoistoaukoista peräisin olevasta lavasta ja tuhkasta, ja totesi, että läsnä olevat aminohapot polymeroituvat vapautuneiden kaasujen ja laavan lämmön vaikutuksesta. Sittemmin on löydetty muita katalyyttejä , joista yksi, amidiniumkarbidi-imidi, [1] on tehokas laimeissa vesiliuoksissa.
Kun vesiliuoksissa on tiettyjä pitoisuuksia, proteinoidit muodostavat pieniä mikropalloja. Tämä johtuu siitä, että jotkin proteinoidiketjuihin sisältyvät aminohapot ovat hydrofobisempia kuin toiset, ja siksi proteinoidit ryhmittyvät yhteen kuin öljypisarat vedessä.
Fox uskoi, että mikropallot voisivat tarjota soluosaston, johon orgaaniset molekyylit voitaisiin keskittyä ja suojata ulkoiselta ympäristöltä kemiallisen evoluution prosessissa. Proteinoidimikropalloja harkitaan parhaillaan käytettäväksi lääkkeissä, ja ne tarjoavat mikroskooppisia biohajoavia kapseleita oraalisten lääkkeiden pakkaamiseen ja toimittamiseen.
Toisessa kokeessa Fox keräsi vulkaanista materiaalia Havaijin tuhkakartiosta käyttämällä samanlaista menetelmää sopivien olosuhteiden luomiseksi elämälle . Hän havaitsi, että lämpötila oli yli 100 °C (212 °F) vain 4 tuumaa (100 mm) kuonakartion pinnan alapuolella, ja ehdotti, että tämä voisi olla ympäristö, jossa elämä syntyi - molekyylejä voi muodostua ja sitten huuhtoutui pois irtonaisen vulkaanisen tuhkan kautta mereen. Hän asetti laavapaloja metaanista, ammoniakista ja vedestä saatujen aminohappojen päälle, steriloi kaikki materiaalit ja paistoi laavaa aminohappojen päällä useita tunteja lasiuunissa. Pinnalle muodostui ruskea tahmea aine, ja kun laava tulvittiin steriloidulla vedellä, siitä huuhtoutui paksu ruskea neste. Kävi ilmi, että aminohapot yhdistyivät muodostaen proteinoideja ja proteinoidit yhdessä pieniksi palloiksi. Fox kutsui näitä rakenteita "mikropalloiksi". Hänen protobiontinsa eivät olleet soluja, vaikka ne muodostivat bakteereja muistuttavia kokkareita ja ketjuja.
| Elämän alkuperä | |
|---|---|
| Käsitteet | |
| Hypoteesit |
|
| Opiskelu | |