Como surgiu a vida na Terra? Os pesquisadores da Rutgers encontraram entre as primeiras e talvez a única evidência concreta de que catalisadores de proteínas simples - essenciais para as células, os blocos de construção da vida, funcionar - pode ter existido quando a vida começou.

Seu estudo de um peptídeo primordial, ou proteína curta, é publicado no Jornal da American Chemical Society .

No final dos anos 1980 e início dos anos 1990, o químico Günter Wächtershäuser postulou que a vida começou em rochas contendo ferro e enxofre no oceano. Wächtershäuser e outros previram que peptídeos curtos teriam se ligado aos metais e servido como catalisadores da química produtora de vida, de acordo com o co-autor do estudo Vikas Nanda, professor associado da Robert Wood Johnson Medical School da Rutgers.

O DNA humano consiste em genes que codificam proteínas com algumas centenas a alguns milhares de aminoácidos de comprimento. Essas proteínas complexas - necessárias para fazer com que todos os seres vivos funcionem adequadamente - são o resultado de bilhões de anos de evolução. Quando a vida começou, proteínas eram provavelmente muito mais simples, talvez apenas 10 a 20 aminoácidos de comprimento. Com modelagem por computador, Os cientistas da Rutgers têm explorado a aparência dos primeiros peptídeos e suas possíveis funções químicas, de acordo com Nanda.

Os cientistas usaram computadores para modelar um curta, Proteína de 12 aminoácidos e testei-a em laboratório. Este peptídeo possui várias características importantes e impressionantes. Ele contém apenas dois tipos de aminoácidos (em vez dos 20 aminoácidos estimados que sintetizam milhões de proteínas diferentes necessárias para funções específicas do corpo), é muito curto e poderia ter surgido espontaneamente na Terra primitiva nas condições certas. O aglomerado de metal no núcleo desse peptídeo se assemelha à estrutura e à química dos minerais ferro-enxofre que eram abundantes nos primeiros oceanos da Terra. O peptídeo também pode carregar e descarregar elétrons repetidamente sem se desfazer, de acordo com Nanda, um membro do corpo docente residente no Centro de Tecnologia Avançada e Medicina.

"Proteínas modernas chamadas ferredoxinas fazem isso, transportando elétrons ao redor da célula para promover o metabolismo, "disse o autor sênior Professor Paul G. Falkowski, que lidera o Laboratório de Biofísica Ambiental e Ecologia Molecular da Rutgers. "Um peptídeo primordial como o que estudamos pode ter desempenhado uma função semelhante nas origens da vida."

Falkowski é o principal investigador de um projeto ENIGMA financiado pela NASA, liderado por cientistas da Rutgers, que visa compreender como os catalisadores de proteínas evoluíram no início da vida. Nanda lidera uma equipe que irá caracterizar todo o potencial do peptídeo primordial e continuar a desenvolver outras moléculas que podem ter desempenhado papéis importantes na origem da vida.

Com computadores, Cientistas da Rutgers destruíram e dissecaram quase 10, 000 proteínas e localizou quatro "Legos de vida - estruturas químicas essenciais que podem ser empilhadas para formar as inúmeras proteínas dentro de todos os organismos. O pequeno peptídeo primordial pode ser um precursor dos Legos de vida mais longos, e os cientistas agora podem realizar experimentos sobre como esses peptídeos podem ter funcionado na química do início da vida.