Peptida Bertahan di Asam Sulfat Venus: Mengapa Air yang Hampir Tak Ada Bisa Menjadi Kuncinya

Awan Venus yang mengandung sekitar 98% asam sulfat selama ini dianggap terlalu ekstrem bagi molekul biologis kompleks. Namun, studi MIT yang terbit di Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) menemukan bahwa peptida pendek tertentu dapat bertahan selama berminggu-minggu dalam kondisi serupa, sekaligus melipat menjadi struktur tiga dimensi yang terdefinisi, mirip omega loop. 1

Temuan tersebut tidak berarti kehidupan telah ditemukan di Venus. Artinya lebih terbatas, tetapi tetap penting: asam sulfat pekat tidak otomatis menghancurkan seluruh bentuk kimia organik kompleks.

Apa yang ditemukan para peneliti

Dengan spektroskopi resonansi magnetik nuklir (NMR) larutan beresolusi tinggi, tim mengamati bahwa peptida tertentu tidak sekadar tersisa sebagai rantai acak. Molekul-molekul itu mempertahankan struktur dan menunjukkan pelipatan tiga dimensi yang berulang dalam asam sulfat nyaris murni. 6

Omega loop adalah motif lipatan peptida atau protein yang padat dan tidak beraturan. Keberadaannya penting karena fungsi biologis umumnya menuntut bentuk molekul yang spesifik dan stabil; bertahannya fragmen kimia saja belum cukup. 6

Mengapa asam kuat tidak selalu memutus ikatan peptida?

Penjelasan kimia yang diajukan berkaitan dengan kelangkaan air. Pemutusan ikatan peptida oleh asam biasanya berlangsung melalui hidrolisis: air ikut bereaksi dan membantu memecah ikatan tersebut. Dalam larutan yang sekitar 98% berupa asam sulfat, air sangat sedikit. Karena itu, protonasi oleh asam saja belum tentu efektif memotong ikatan peptida. Ini merupakan interpretasi mekanistik yang masuk akal, bukan jaminan bahwa semua jenis peptida akan tahan. 6

Batasannya jelas. Penelitian sebelumnya terhadap 20 homodipeptida—peptida yang terdiri atas dua asam amino sejenis—menemukan sebagian besar mengalami solvolisis dalam beberapa minggu pada kondisi asam sulfat yang relevan bagi Venus. Meski demikian, ada beberapa pengecualian yang lebih tahan lama. 3

NMR memberi petunjuk asam sulfat ikut menopang lipatan

Data NMR menunjukkan konformasi yang terdefinisi serta interaksi yang konsisten dengan molekul asam sulfat yang tersusun di sekitar peptida. Dengan kata lain, pelarut ekstrem ini tampaknya bukan hanya medium pasif yang merusak, melainkan dapat membantu menstabilkan lipatan—seperti perancah molekuler bagi struktur peptida. 6

Ini berlawanan dengan intuisi yang berakar pada biokimia Bumi, tempat air biasanya dipandang sebagai pelarut utama bagi kehidupan. Bukti yang ada mendukung pengamatan pelipatan tersebut, tetapi belum menjelaskan secara tuntas mekanisme mikroskopisnya untuk setiap urutan peptida. 6

Kelanjutan dari riset MIT sebelumnya

Studi baru ini melanjutkan program riset yang sejak 2020 memakai NMR untuk menguji stabilitas bahan kimia organik dalam asam sulfat pekat. Kajian terdahulu melaporkan bahwa bahan penyusun asam nukleat, lipid, dan asam amino dapat bertahan dalam lingkungan tersebut. 6

Penelitian lanjutan juga menemukan adenina, sitosina, guanina, timina, urasil, purina, pirimidina, dan basa terkait tetap stabil lebih dari satu tahun dalam asam sulfat pekat pada suhu ruang. 2

Kemajuan kali ini bukan semata-mata bahwa “bahan baku kehidupan” dapat bertahan. Peptida pendek—polimer dari asam amino—juga dapat mempertahankan arsitektur tiga dimensi, salah satu syarat tambahan agar suatu molekul berpotensi menjalankan fungsi tertentu. 6

Implikasinya bagi Venus dan pencarian kehidupan

Temuan ini melemahkan anggapan bahwa awan asam sulfat Venus sepenuhnya steril secara kimiawi. Lapisan awan yang suhunya relatif lebih sedang mungkin memungkinkan kimia organik kompleks, bahkan membuka kemungkinan konseptual bagi sistem biologis yang tidak berbasis air. Namun, penelitian ini belum menunjukkan metabolisme, replikasi, evolusi, ataupun organisme yang masih hidup di Venus. 6

Target berikutnya yang logis adalah peptide nucleic acid atau PNA, molekul yang memadukan basa asam nukleat dengan tulang punggung mirip peptida. Hasil awal menunjukkan ketahanannya bergantung pada urutan: heksamer PNA mengalami degradasi 0,4% hingga 28,6% setelah 14 hari dalam asam sulfat 98% pada sekitar 25 °C. Pada suhu di atas 80 °C, molekul itu mengalami solvolisis total. 1

Bagi program misi Venus Morning Star, hasil ini memperkuat alasan untuk mengukur komposisi tetes awan dan mencari molekul organik atau ketidakseimbangan kimia, alih-alih sejak awal menganggap awan asam sulfat tidak mungkin mendukung kimia yang relevan. Itu adalah arah riset yang didukung temuan ini, bukan ramalan bahwa misi tertentu pasti akan menemukan kehidupan. 6

Pada skala yang lebih luas, pencarian kelayakhunian planet ekstrasurya tidak harus terbatas pada planet yang sangat menyerupai Bumi dengan air cair di permukaan. Dunia berawan asam dan planet mirip Venus layak dipertimbangkan lebih serius—meski stabilitas molekul semata masih sangat jauh dari bukti bahwa sebuah planet benar-benar layak dihuni. 6