Гемоглицин (ранее называвшийся гемолитин ) — космический полимер , первый полимер аминокислот , обнаруженный в метеоритах . [2] [3] [4]
Структурные исследования определили, что его основная единица массой 1494 дальтона ( глицин 18 / гидроксиглицин 4 / Fe 2 O 4 ) содержит железо , но не литий , что приводит к более общему термину гемоглицин для этих молекул. [1] [5] Ядро гемоглицина содержит в общей сложности 22 остатка глицина в антипараллельной цепочке бета-слоя , которая заканчивается на каждом конце атомом железа и двумя атомами кислорода . Четыре из этих остатков глицина окисляются до гидроксиглицина с гидроксильными группами (-ОН) на альфа-углероде. Эта структура была определена с помощью масс-спектрометрии экстрактов метеоритного растворителя [1] [2] [5] и была подтверждена при рассеянии рентгеновских лучей кристаллами гемоглицина, [6] а также оптическим поглощением . [3] Кристаллы демонстрируют характерное поглощение 480 нм, которое может существовать только тогда, когда остатки гидроксиглицина имеют R- хиральность и связаны с железом на С-конце. [6]
Поскольку гемоглицин, как теперь установлено, является доминирующим полимером аминокислот в 6 различных метеоритах ( Allende , [7] Acfer 086 , Efremovka , Kaba , Orgueil и Sutter's Mill ), каждый раз с той же структурой, было высказано предположение [3] [6] , что он производится в процессе репликации шаблона . Измеренное поглощение при 480 нм больше ожидаемого для рацемического распределения хиральности R и S в остатках гидроксиглицина, что указывает на избыток хиральности R в полимере. Моделирование репликации шаблона, которое, как предполагается, зависит от поглощения при 480 нм, приводит к избытку хиральности R и, таким образом, согласуется с этим выводом.
Гемоглицин — это полностью абиотическая молекула , которая образуется в молекулярных облаках , которые затем становятся протопланетными дисками , задолго до того, как начинается биохимия на экзопланетах, таких как Земля. Гемоглицин через свой глицин мог бы засеять экзопланету (способную поддерживать раннюю биохимию), но его основная функция, по-видимому, заключается в аккреции вещества посредством образования обширной решетки низкой плотности [6] в космосе в протопланетном диске. Помимо присутствия в углеродистых метеоритах, гемоглицин также был извлечен и кристаллизован из ископаемого строматолита , который образовался на Земле 2,1 миллиарда лет назад. [8] Потенциально этот ископаемый гемоглицин был доставлен на Землю во время поздней тяжелой бомбардировки (LHB). Данные, подтверждающие это, заключаются в том, что гемоглицин в ископаемом состоянии имеет внеземные изотопы, похожие на изотопы в метеоритах.
Полимер на докембрийской Земле мог спровоцировать Великую оксигенационную катастрофу (GOE), начавшуюся 2,4 млрд лет назад, расщепляя воду в ответ на ультрафиолетовое излучение. Кроме того, он мог обеспечить источник энергии для ранней биохимии и/или он мог просто предоставить источник полимерного глицина .
