début rédaction sur wikiversité 280412

Suite de la réflexion sur la chiralité prébiotique

Confirmation du L-Glycéraldéhyde dans le bras fixe

28/04/2012
Le L-GA se fixe à 80% dans la membrane 1987 chez E.Coli:^[1].
Abstract:
When either 3H-labeled L-glyceraldehyde or 3H-labeled L-glyceraldehyde 3-phosphate (GAP) was added to cultures of Escherichia coli, the phosphoglycerides were labeled. More than 81% of the label appeared in the backbone of the phosphoglycerides. Chromatographic analyses of the labeled phosphoglycerides revealed that the label was normally distributed into phosphatidylethanolamine, phosphatidylglycerol, and cardiolipin. These results suggest that L-glyceraldehyde is phosphorylated and the resultant L-GAP is converted into sn-glycerol 3-phosphate (G3P) before being incorporated into the bacterial phosphoglycerides. Cell-free bacterial extracts catalyzed an NADPH-dependent reduction of L-GAP to sn-G3P. The partially purified enzyme was specific for L-GAP and recognized neither D-GAP nor dihydroxyacetone phosphate as a substrate. NADH could not replace NADPH as a coenzyme. The L-GAP:NADPH oxidoreductase had an apparent Km of 28 and 35 microM for L-GAP and NADPH, respectively. The enzyme was insensitive to sulfhydryl reagents and had a pH optimum of approximately 6.6. The phosphonic acid analog of GAP, 3-hydroxy-4-oxobutyl-1-phosphonate, was a substrate for the reductase, with an apparent Km of 280 microM.

Pyridoxal prébiotique

16/02/2014
Obtention du pyridoxal à 110°C dans des conditions prébiotique 1999
Abstract:
Heating a dilute solution of NH3 and glycoaldehyde gives a large family of pyridines substituted with the same functional groups as occur in the forms of vitamin B6. Thus, vitamin B6-like molecules could have been present on the early Earth and could have been available for catalysis of primitive transamination reactions. Ethanolamine and N-methylethanolamine are also formed as major products. These are choline-like molecules, the latter of which is apparently formed by a prebiotic methylation process.

Austin SM, Waddell TG.: Prebiotic Synthesis of Vitamin B6-type Compounds. Origins of life and evolution of the biosphere May 1999, Volume 29, Issue 3, pp 287-296 introduction

Chiralité du ribose en présence de LL-dipeptides

07/05/2012
Glycolaldehyde + DL-glyceraldehyde en présence de LL-dipeptide donne un execès de D-ribose de 44%. Ceci en absence de liposome.^[2].
Abstract:
Glycolaldehyde and DL-glyceraldehyde reacted in a water-buffered solution under mildly acidic conditions and in the presence of chiral dipeptide catalysts produced pentose sugars whose configuration is affected by the chirality of the catalyst. The chiral effect was found to vary between catalysts and to be largest for di-valine. Lyxose, arabinose, ribose and xylose are formed in different amounts, whose relative proportions do not change significantly with the varying of conditions. With LL-peptide catalysts, ribose was the only pentose sugar to have a significant D-enantiomeric excess (ee) (≤44%), lyxose displayed an L-ee of ≤66%, arabinose a smaller L-ee of ≤8%, and xylose was about racemic. These data expand our previous findings for tetrose sugars and further substantiate the suggestion that interactions between simple molecules of prebiotic relevance on the early Earth might have included the transfer of chiral asymmetry and advanced molecular evolution.

Synthèse de polyglycine en présence de liposome

07/05/2012
Dans les conditions hydrothermales et non de la poche de pétrole prébiotique ^[3].
Abstract:
Oligomerization of amino acids proceeded on or inside lipid vesicles as a model of prebiotic cells in a simulated hydrothermal environment. When the suspension of lipid vesicles taking up monomeric glycine underwent a sudden temperature drop by traversing from a hot (180◦C) to a cold (0◦C) region repeatedly while circulating through a closed reaction circuit, oligopeptides up to heptaglycine were formed even in the absence of condensing agents.

Chimio-dynamique prébiotique

28/04/2012
Préparation de l'article du même titre. Il concernera l'étude de l'ensemble des processus mécaniques et dynamiques engendrés par les réactions chimiques dans et sur la paroi des liposomes analogues à la cohésion mécanique étudiée dans la chiralité prébiotique.

Fonction mécanique des enzymes et des protéines en générale:

ATPase est l'exemple phare. Il faut que j'étudie ici,
Les estérases et les hydrolases qui souvent sont unidirectionnelles alors que la réaction thermodynamique est réversible (dans les 2 sens). L'enzyme agit en plus de son rôle catalytique, un rôle mécanique en attirant par son volume électromagnétique le substrat et non le produit. On peut deviner l'évolution qui suivra, c'est à dire le contrôle de l'enzyme par des peptides ou des métabolites.
Les oxydo-réductases ou les isomérases qui se font souvent dans les 2 sens. Comme si ces catalyses demandent un positionnement très précis des substrats pour faire intervenir des processus quantiques qui sont eux, réversibles. Cette précision correspond au niveau élevé du potentiel énergétique de ces réactions. Cette réversibilité quantique est très intéressante pour la réactivité de la cellule aux actions du milieu environnant, car elle est quasi instantanée par rapport aux processus thermodynamiques. Dans cet esprit il serait intéressant d'étudier la réduction nucléotides en désoyxnucléotides (dATP).
Les métaux de transitions, mais aussi le phosphore, avec leurs nombreux électrons internes structurent leur voisinage spatial électro-magnétique immédiat. Ils sont les initiateurs des mécanismes quantiques. N'oublions pas que, dans notre hypothèse de la poche de pétrole prébiotique, ce dernier est catalysé par les surfaces de ces métaux. Ils seraient d'après moi à l'origine de l'organisation des acides aminés autour d'eux pour former plus tard les enzymes d'oxydo-réduction. Le Mo le plus lourd intervient dans les nitrogénases.
L'initialisation du métabolisme sur et dans la paroi interne du liposome: continuer le scénario de l'initialisation du métabolisme entamé dans la chiralité prébiotique. Notamment l'incorporation de nouveaux acides gras dans le liposome et sa fission en 2, la nucléation sur la paroi interne de nucléotides, de désoxynucléotides et des acides aminés pour évoluer en enzymes, ribosomes et polymérases de transcription et de réplication.

L'organisation de la cellule est dynamique et non structurale comme celle du cristal.

La pression hydrostatique

14/05/12
Est-ce que la bicouche lipidique protège l'intérieur de la bactérie de la pression hydrostatique? A-t-on mesuré la pression hydrostatique dans le cytoplasme?
Ces questions sont intéressantes pour le principe de la cohésion mécanique des phospholipides car elles apporteraient 2 confirmations essentielles:

La cohésion mécanique est une réaction à la pression hydrostatique pour laisser passer les molécules hydrophiles vers l'intérieur des vésicules aqueuses de la phase huile: agrandissement de la vésicule.
Le rapprochement des 2 feuillets du liposome de la phase aqueuse, grâce à la cohésion mécanique, lui permet de résister à la pression hydrostatique et par là la pression dans le cytoplasme est inférieure à celle de l'extérieur. Ce qui différencie la chimie interne de celle de l'extérieur.

La pression hydrostatique peut être donc à l'origine de la mise en place de la cohésion mécanique et de là de la chiralité du vivant, comme on l'a démontré dans l'article. Cela renforcerait l'hypothèse de l'origine de la vie dans les gisements de pétrole prébiotique (la poche de pétrole) et pousserait à faire des expériences à partir de pétrole abiotique.

Références

↑ M K Kalyananda, R Engel and B E Tropp Metabolism of L-glyceraldehyde 3-phosphate in Escherichia coli. J. Bacteriol. June 1987 vol. 169 no. 6 2488-2493. [1]
↑ Sandra Pizzarello & Arthur L. Weber: Stereoselective Syntheses of Pentose Sugars Under Realistic Prebiotic Conditions; Orig Life Evol Biosph (2010) 40:3–10; DOI 10.1007/s11084-009-9178-1
↑ HIDEAKI TSUKAHARA, EI-ICHI IMAI, HAJIME HONDA, KUNIYUKI HATORI and KOICHIRO MATSUNO: PREBIOTIC OLIGOMERIZATION ON OR INSIDE LIPID VESICLES IN HYDROTHERMAL ENVIRONMENTS; Origins of Life and Evolution of the Biosphere 32: 13–21, 2002.

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