Peptider overlever og folder sig i Venus-lignende svovlsyre

Konc. svovlsyre er ikke nødvendigvis ensbetydende med, at alle komplekse organiske molekyler straks ødelægges. I MIT-forsøget forblev udvalgte korte peptider stabile i ugevis og dannede veldefinerede, omega-løkkelignende tredimensionelle strukturer i et opløsningsmiddel, der efterligner Venus’ skydråber med cirka 98 procent svovlsyre. Det styrker muligheden for kompleks præbiotisk kemi i Venus’ skyer, men er ikke et bevis på, at der findes liv der. 6

Hvorfor peptidbindingerne kan holde

Forskerne undersøgte peptiderne med højfelts-NMR – kernemagnetisk resonansspektroskopi, som kan sige noget om molekylers struktur i en væske. Målingerne pegede både på kemisk stabilitet og på gentagelige tredimensionelle foldninger, frem for blot korte, uordnede kæder. 6

En mulig kemisk forklaring er, at syrekatalyseret spaltning af en peptidbinding normalt er en hydrolyse: Vand skal fungere som den partikel, der angriber bindingen. I en blanding med omtrent 98 procent svovlsyre er der meget lidt vand. Derfor behøver protonering fra syren alene ikke at føre til effektiv spaltning af bindingen.

Det er dog en mekanistisk forklaring, ikke en garanti for, at alle peptider overlever. Tidligere forsøg med 20 homodipeptider viste, at flertallet gennemgik solvolyse i løbet af få uger under Venus-relevante svovlsyreforhold. 3

Svovlsyren kan have hjulpet foldningen

En omega-løkke er et kompakt, ikke-regelmæssigt strukturmotiv i proteiner og peptider. Det er væsentligt, fordi molekylær funktion som regel kræver en bestemt og stabil form – ikke bare at molekylets enkelte byggesten stadig findes. 6

NMR-spektre viste definerede konformationer og interaktioner, som er forenelige med, at svovlsyremolekyler ordner sig omkring peptiderne og bidrager til at stabilisere deres foldning. Syren ser altså i disse tilfælde ud til at kunne fungere som et slags opløsningsmiddel-stillads frem for kun at nedbryde molekylerne. 6

Det vender den sædvanlige, jordiske intuition på hovedet: Et ekstremt opløsningsmiddel kan muligvis være med til at fastholde en struktureret konformation. Forsøget dokumenterer observationen, men forklarer endnu ikke den fulde mikroskopiske mekanisme for alle peptidsekvenser. 6

Et skridt videre end tidligere MIT-resultater

Arbejdet bygger videre på en forskningslinje, der begyndte i 2020, hvor NMR-forsøg i næsten ren svovlsyre pegede på, at byggesten til nukleinsyrer, lipider og aminosyrer kan bestå. 6

Senere undersøgelser viste, at blandt andet adenin, cytosin, guanin, thymin, uracil, purin og pyrimidin kan være stabile i over et år i koncentreret svovlsyre ved stuetemperatur. 2

Det nye er derfor ikke kun, at kemiske ingredienser kan overleve. Korte polymerer af aminosyrer kan også bevare en organiseret arkitektur – en yderligere forudsætning for, at molekyler potentielt kan få en funktion. 6

Hvad betyder det for Venus og jagten på liv?

Resultatet svækker forestillingen om, at Venus’ svovlsyreskyer er kemisk helt sterile. Det støtter muligheden for kompleks organisk kemi – og måske biologiske systemer, der ikke bygger på vand – i det relativt tempererede skylag. Men studiet påviser ikke stofskifte, selvreplikation, evolution eller nulevende organismer. 6

Et oplagt næste mål er peptidnukleinsyre (PNA), et molekyle der kombinerer nukleinsyrebaser med en peptidlignende rygrad. Foreløbige resultater tyder på sekvensafhængig, delvis nedbrydning: PNA-hexamerer nedbrødes med 0,4 til 28,6 procent efter 14 dage i 98 procent svovlsyre ved omkring 25 °C. Ved temperaturer over 80 °C skete der derimod fuldstændig solvolyse. 1

For de planlagte Venus-undersøgelser under Morning Star-programmet giver resultaterne en stærkere begrundelse for at måle sammensætningen af skydråber og lede efter organiske molekyler eller kemiske ubalancer. Det er en forskningsprioritet, som arbejdet peger mod – ikke en forudsigelse af, hvad en bestemt mission vil finde. 6

Mere generelt taler fundet for, at søgningen efter beboelige exoplaneter ikke kun bør omfatte planeter, der ligner Jorden med flydende overfladevand. Planeter med syreskyer og Venus-lignende verdener kan også være værd at undersøge nærmere. Molekylers stabilitet alene er dog stadig meget langt fra at vise, at et miljø faktisk er beboeligt. 6