Американские ученые показали, что некоторые пептиды, входящие в состав живых тканей, способны сохранять стабильность в кислотных облаках атмосферы Венеры. Более того, в этих условиях они сворачиваются определенным образом, говорится в исследовании, опубликованном в журнале PNAS.

В поисках возможной жизни за пределами Земли обычно ученые обращают внимание на землеподобные планеты, где в настоящее время или в прошлом была жидкая вода. Однако появляется все больше научных свидетельств, что необходимые компоненты жизни могут существовать и в других, менее приспособленных условиях, например — в кислотных облаках атмосферы Венеры.
Известно, что эти облака состоят на 98% из серной кислоты. По мнению ученых, в такой кислой среде сложные биологические молекулы существовать не могут.

В 2020 году Сара Сиджер из Массачусетского технологического института начала серию исследований, призванных понять, какие типы биологических молекул могут существовать на высотах 50-70 км в атмосфере Венеры, где температура гораздо ниже, чем на поверхности планеты.

Эксперименты, проведенные методами ЯМР-спектроскопии, показали, что в среде с высокой кислотностью могут сохраняться азотистые основания, из которых построена ДНК, а также липиды и аминокислоты. Следующим объектом исследования стали пептиды — цепочечные молекулы, содержащие от двух до ста остатков аминокислот, соединенных между собой пептидными связями.

К удивлению ученых, исследованные ими пептиды в кислоте оставались стабильными в течение многих недель. Они считают, что при концентрации кислоты 98% в ней остается так мало молекул воды, что реакция гидролиза, при котором рвутся пептидные связи, становится невозможна. «В отсутствие воды кислота, которую можно считать сильнейшим растворителем, становится не такой страшной, как кто-то мог подумать», — пояснил Мэй Хонг, соавтор работы.

Одним из исследованных пептидов оказалась молекула HHQ, состоящая из семи аминокислотных остатков. В воде эти молекулы образуют так называемые бета-листы, из которых формируются тонкие волокна. Оказалось, что в концентрированной серной кислоте они ведут себя по-другому, образуя петлю, напоминающую греческую букву Ω (омега).
Подобные петли иногда встречаются в белках природного происхождения, где они образуют связи между различными структурными элементами, отмечают авторы.

Другими исследованными пептидами были удлиненная вариация HHQ, называемая HHQ13, а также совершенно иной пептид K7, состоящий из семи аминокислот. Эксперименты показали, что они также образуют омега-образные петли. Ученые полагают, что молекулы серной кислоты выступают в качестве каркаса для этих петель, скользя к центру каждой из них и сохраняя эту форму.
«Мы не знали, что эти пептиды могут так хорошо сохраняться и имеют трехмерные формы в кислой среде», — пояснил Хонг. Свойство пептидов образовывать определенные трехмерные структуры в кислотах показывает их способность к выполнению определенных биологических функций в подобных средах. «Для жизни нужны белки особой формы, чтобы они могли прикрепляться к определенным мишеням и выполнять свои функции. До этого люди считали, что пептиды не могут выживать в серной кислоте. Поэтому демонстрация того, что они не только стабильны, но и складываются, действительно большое достижение», — пояснила Сиджер, которая руководит подготовкой научных миссий Morning Star по поиску следов жизни в атмосфере Венеры.