Os cientistas desenvolveram uma proteína artificial que pode oferecer novos insights sobre a evolução química na Terra primitiva.
Todas as células precisam de energia para sobreviver, mas como os tipos de produtos químicos disponíveis durante os primeiros dias do planeta eram tão limitados em comparação com a vasta gama de diversidade química de hoje, os organismos multicelulares tinham muito menos energia para construir as estruturas orgânicas complexas que compõem o mundo em que vivemos. sabe hoje.

Nova pesquisa, publicada na revista Proceedings of the National Academy of Sciences , fornece evidências de que muitos dos organismos dentro da sopa primordial da Terra dependiam fortemente de moléculas de metal, especificamente níquel, para ajudar a armazenar e gastar energia.

As teorias atuais sobre como surgiu a vida microbiana sugerem que, embora as células usassem dióxido de carbono e hidrogênio como fonte de combustível, elas também habitavam áreas ricas em metais reduzidos, como ferro e níquel. Essas primeiras reações químicas também foram em grande parte impulsionadas por uma enzima chamada acetil coenzima A sintase, ou ACS, uma molécula essencial para a produção de energia e formação de novas ligações químicas.

Mas, durante anos, os cientistas da área se dividiram sobre como essa enzima realmente funciona – se as reações químicas que ela estimulou poderiam ser montadas aleatoriamente ou se suas construções químicas seguiam um roteiro estrito. Hannah Shafaat, coautora do estudo e professora de química e bioquímica na Universidade Estadual de Ohio, disse que o modelo artificial da enzima de sua equipe revela muito sobre como seu ancestral nativo pode ter agido durante os primeiros bilhões de anos da Terra.

Em comparação com o que os cientistas encontram na natureza, esta proteína modelo é muito mais fácil de estudar e manipular. Por causa disso, a equipe conseguiu concluir que o ACS, de fato, precisa construir moléculas um passo de cada vez. Essas informações são cruciais para entender como a química orgânica na Terra começou a amadurecer.

"Em vez de pegar a enzima e desmontá-la, estamos tentando construí-la de baixo para cima", disse Shafaat. "E saber que você precisa fazer as coisas na ordem certa pode ser basicamente um guia de como recriá-las no laboratório."

Enquanto os cientistas esperam entender o que pode ter emergido primeiro da sopa primordial, Shafaat disse que o estudo demonstrou que mesmo enzimas simples como seu modelo poderiam ter sustentado o início da vida. Shafaat, que trabalha no projeto há quase cinco anos, disse que, embora o estudo tenha enfrentado alguns desafios, as lições que a equipe aprendeu valeram a pena a longo prazo.

Além de serem importantes para a compreensão da química primordial, suas descobertas têm amplas implicações para outros campos, incluindo o setor de energia, disse Shafaat. “Se pudermos entender como a natureza descobriu como usar esses compostos bilhões e bilhões de anos atrás, podemos aproveitar algumas dessas mesmas ideias para nossos próprios dispositivos de energia alternativa”, disse ela.

No momento, um dos maiores desafios do setor de energia é a produção de combustível líquido. No entanto, este estudo pode ser o primeiro passo para encontrar uma fonte de energia natural que possa substituir o uso excessivo de gasolina e óleo pelos humanos, disse Shafaat. Agora, sua equipe está trabalhando para otimizar seu produto, mas continuará investigando se há outros segredos primitivos que sua enzima possa divulgar.

Os co-autores foram Anastasia C. Manesis e Alina Yerbulekova da Ohio State, e Jason Shearer da Trinity University. + Explorar mais

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