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Compostos de cianeto encontrados em meteoritos podem ter influenciado origem da vida

Os “compostos aliens” se assemelham a hidrogenases, enzimas que fornecem energia a bactérias modernas

Representação conceitual de meteoritos atingindo a Terra primitiva. Alguns cientistas acreditam que esses meteoritos possam ter trazido água e outros compostos úteis para o surgimento da vida. Imagem: Laboratório de Imagens Conceituais do Centro de Voos Espaciais Goddard da Nasa

Tanto o cianeto quanto o monóxido de carbono são venenos mortais para humanos, mas compostos contendo ferro, cianeto e monóxido de carbono descobertos em meteoritos ricos em carbono podem ter ajudado a alimentar a vida na Terra primitiva. As descobertas foram feitas por uma equipe de cientistas da Universidade Estadual de Boise e da Nasa. Os compostos extraterrestres encontrados nos meteoritos se assemelham a sítios ativos de hidrogenases, as enzimas que fornecem energia às bactérias e archaeas através da quebra do gás hidrogênio (H2). Os resultados sugerem que esses compostos também estavam presentes na Terra primitiva antes do início da vida, em um período em que o planeta era constantemente bombardeada por meteoritos e a atmosfera era, provavelmente, mais rica em hidrogênio.

“Quando a maioria das pessoas pensa em cianeto, pensa em filmes de detetive — uma pessoa engolindo uma pílula, espumando pela boca e depois morrendo. Mas o cianeto foi provavelmente um composto essencial para construir as moléculas necessárias para a vida”, explica Karen Smith, pesquisadora sênior na Universidade Estadual de Boise, em Idaho, EUA. O cianeto, que consiste em um átomo de carbono ligado a um átomo de nitrogênio, pode ter sido crucial para a origem da vida, porque está ligado à síntese não-biológica de compostos orgânicos, como aminoácidos e bases nucleicas, que são os “blocos de construção” de proteínas e ácidos nucleicos usados por todas as formas de vida. 

Smith é a autora principal do artigo, publicado em junho na revista Nature Communications. Em parceria com Mike Callahan, professor assistente da Universidade Estadual de Boise e coautor do estudo, a cientista desenvolveu novos métodos analíticos para extrair e medir os traços remotos de cianeto em meteoritos. Eles descobriram que os meteoritos que continham o cianeto pertencem a um grupo de meteoritos ricos em carbono chamado de condritos-CM. Outros tipos de meteorito testados, incluindo um de Marte, não continham cianeto.

“Dados do asteroide Bennu, coletados pela sonda da Nasa OSIRIS-REx, indicam que o cianeto está relacionado a condritos-CM”, conta o co-autor do estudo Jason Dworkin, do Centro de Voos Espaciais Goddard da Nasa em Greenbelt, Maryland. “A OSIRIS-REx entregará uma amostra do Bennu para estudos na Terra em 2023. Vamos procurar por esses compostos para tentar conectar o Bennu a meteoritos já conhecidos, e entender o potencial de entrega de compostos prebióticos como o cianeto, que pode ter ajudado a começar a vida no início da Terra ou em outros corpos no Sistema Solar “.

O cianeto já foi encontrado em meteoritos anteriormente. No entanto, nesse novo estudo, Smith e Callahan ficaram surpresos ao descobrir que o cianeto, juntamente com o monóxido de carbono (CO), se ligava ao ferro para formar compostos estáveis nos meteoritos. Eles identificaram dois complexos diferentes de ciano-carbonila de ferro nos meteoritos usando cromatografia líquida de alta resolução e espectrometria de massa. “Uma das observações mais interessantes do nosso estudo é que esses complexos de ciano-carbonila de ferro se assemelham a partes de sítios ativos de hidrogenases, que têm uma estrutura muito distinta”, disse Callahan.

Hidrogenases estão presentes em quase todas as bactérias e archaea modernas, e acredita-se amplamente que sejam de origem antiga. As hidrogenases são proteínas grandes, mas o sítio ativo — a região onde as reações químicas ocorrem —  é um composto orgânico-metálico muito menos contido na proteína, de acordo com Callahan. É este composto que se assemelha àqueles contendo cianeto que a equipe encontrou em meteoritos.

Um mistério duradouro sobre a origem da vida é como a vida biológica poderia ter surgido de processos químicos não biológicos. As semelhanças entre os sítios ativos das enzimas hidrogenases e os compostos de cianeto encontrados pelos meteoritos sugerem que processos não biológicos, nos asteróides e na Terra antiga, poderiam ter tornado as moléculas úteis para a vida, que então despontava.

“Cianeto e monóxido de carbono ligados a um metal são incomuns e raros em enzimas. Hidrogenases são a exceção. Quando se compara a estrutura desses complexos de ciano-carbonila de ferro dos meteoritos com esses sítios ativos em hidrogenases, surge a pergunta se há alguma ligação entre os dois”, acrescentou Smith. “É possível que os complexos de ciano-carbonila de ferro tenham sido precursores desses sítios ativos e mais tarde incorporados a proteínas, bilhões de anos atrás. Esses complexos provavelmente também funcionaram como fontes de cianeto na Terra primitiva”.

 

Centro de Voo Espacial Goddard da Nasa 

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