Oersoepchemie?

Op basis van pyrodruivenzuur en onderfosforigzuur kun je een systeem bouwen dat energie opslaat op dezelfde manier als adenosinetrifosfaat (ATP), maar zonder dat er enzymen voor nodig zijn. Het allereerste Aardse leven kan zich zo in leven hebben gehouden toen die enzymen nog niet waren uitgevonden, zo suggereert Terry Kee (University of Leeds) in Chemical Communications.

Dat ATP is de ‘batterij’ van de huidige planten- en dierencellen. De functionaliteit zit in de ‘staart’ van drie fosfaatgroepen, waarvan er maximaal twee kunnen worden weggehydrolyseerd door het enzym adenosinedehydrogenase. Daarbij komt energie vrij voor andere reacties. Vervolgens kan een ander enzym, ATP-synthetase, het ontstane di- of monofosfaat (respectievelijk ADP en AMP) weer completeren. Daarbij slaat het dus nieuwe energie in het molecuul op.

Het probleem is dat je in de huidige situatie niet alleen enzymen nodig hebt om ATP te maken, maar ook ATP moet hebben om de energie te leveren voor de enzymsynthese. De vraag hoe dit systeem ooit kan zijn geëvolueerd, mondt dus uit in een klassiek kip-of-ei-probleem.

Kee denkt nu dat de rol van ATP oorspronkelijk werd vervuld door veel kleinere en minder ingewikkelde moleculen, die ook zonder enzymen kunnen reageren.

Hij heeft wat proefjes gedaan met pyrodruivenzuur (2-oxopropaanzuur, C3H4O3) en onderfosforig zuur (H3PO2), twee stofjes die simpel genoeg zouden moeten zijn om in een oersoepje spontaan te ontstaan. Inderdaad blijken die vrij gemakkelijk te kunnen reageren met elkaar en met andere simpele stoffen, zoals benzylamine. En één van de dingen die Kee zo kreeg, was natriumpyrofosfiet (Na2H2P2O5). En dat lijkt qua structuur sprekend op de fosfaatstaart van ATP.

Volgens Kee kan het allemaal spontaan zijn gebeurd onder de zure, vulkanische condities die op de jonge Aarde moeten hebben geheerst.

Wel staat de vraag nog open hoe het benodigde basismateriaal, fosfor, ooit in de atmosfeer terecht kan zijn gekomen. Geopperd is al dat het van buitenaardse oorsprong was, en met meteorieten meekwam.

bron: University of Leeds

Onderwerpen