Proteinoidy nebo tepelné proteiny jsou molekuly podobné proteinům tvořené z aminokyselin. Sidney W. Fox původně navrhl, že by mohly být předchůdci prvních živých buněk ( protobuněk ). Termín byl také používán v 60. letech 20. století k popisu peptidů , které jsou kratší než dvacet aminokyselin nalezených v hydrolyzovaném proteinu, ale tento termín se již nepoužívá.
Ve snaze odhalit mezistupně abiogeneze vědec Sidney W. Fox v 50. a 60. letech 20. století studoval spontánní tvorbu peptidových struktur za podmínek, které mohly existovat na počátku historie Země. Prokázal, že aminokyseliny mohou spontánně tvořit malé řetězce zvané peptidy. V jednom ze svých experimentů nechal aminokyseliny vyschnout, jako by se rozprostřely po povrchu na teplém a suchém místě za podmínek před životem. Zjistil, že po vysušení tvoří aminokyseliny dlouhé, často zesíťované, vláknité mikroskopické polypeptidové globule, které nazval „proteinoidní mikrokuličky“.
Předpokládalo se, že k abiotické polymeraci aminokyselin na proteiny prostřednictvím tvorby peptidových vazeb dochází pouze při teplotách nad 140 ° C. Biochemik Sidney Walter Fox a kolegové však zjistili, že kyselina fosforečná tuto reakci katalyzuje. Dokázali vytvořit řetězce podobné proteinům ze směsi 18 běžných aminokyselin při 70 °C v přítomnosti kyseliny fosforečné a tyto řetězce nazvali proteinoidy. Fox později objevil přírodní proteinoidy podobné těm, které vytvořil ve své laboratoři v lávě a popelu z havajských sopečných průduchů, a zjistil, že přítomné aminokyseliny polymerují v důsledku tepla uvolněných plynů a lávy. Od té doby byly nalezeny další katalyzátory , jeden z nich, amidiniumkarbidiimid, [1] je účinný ve zředěných vodných roztocích.
V přítomnosti určitých koncentrací ve vodných roztocích tvoří proteinoidy malé mikrokuličky. Je to proto, že některé aminokyseliny obsažené v proteinoidních řetězcích jsou hydrofobnější než jiné, a proto se proteinoidy shlukují jako olejové kapky ve vodě.
Fox věřil, že mikrokuličky by mohly poskytnout buněčný kompartment, ve kterém by se organické molekuly mohly koncentrovat a chránit před vnějším prostředím v procesu chemické evoluce. Proteinoidní mikrokuličky jsou v současné době zvažovány pro použití ve farmaceutických přípravcích, které poskytují mikroskopické biodegradovatelné kapsle pro balení a dodávání perorálních léčiv.
V dalším experimentu, který použil podobnou metodu k vytvoření vhodných podmínek pro život, Fox shromáždil vulkanický materiál z škvárového kužele na Havaji. Zjistil, že teplota byla nad 100 °C (212 °F) pouze 4 palce (100 mm) pod povrchem struskového kužele, a navrhl, že by to mohlo být prostředí, ve kterém byl vytvořen život – molekuly se mohly tvořit a pak být odplaveno.volným sopečným popelem do moře. Položil kousky lávy na aminokyseliny získané z metanu, čpavku a vody, všechny materiály sterilizoval a lávu na aminokyselinách zapékal několik hodin ve skleněné peci. Na povrchu se vytvořila hnědá lepkavá hmota a když lávu zalila sterilizovaná voda, vyluhovala se z ní hustá hnědá tekutina. Ukázalo se, že aminokyseliny se spojily a vytvořily proteinoidy a proteinoidy se spojily a vytvořily malé kuličky. Fox nazval tyto struktury "mikrosféry". Jeho protobionti nebyli buňky, i když tvořili shluky a řetězce připomínající bakterie.
| Původ života | |
|---|---|
| Koncepty | |
| Hypotézy |
|
| Studie | |