Roma, 4 novembre 2022 (Agonb) – Un semplice composto a due atomi di carbonio potrebbe essere stato un attore cruciale nell’evoluzione del metabolismo prima dell’avvento delle cellule, secondo un nuovo studio pubblicato su PLOS Biology da ricercatori dell’University College di Londra. La scoperta fa potenzialmente luce sulle prime fasi della biochimica prebiotica e suggerisce come l’ATP sia diventato il vettore energetico universale di tutta la vita cellulare. L’ATP, l’adenosina trifosfato, è utilizzato da tutte le cellule come intermedio energetico: durante la respirazione cellulare, l’energia viene catturata quando un fosfato viene aggiunto all’ADP (adenosina difosfato) per generare ATP; la scissione rilascia energia per alimentare la maggior parte dei tipi di funzioni cellulari. Ma costruire da zero la complessa struttura chimica dell’ATP è ad alta intensità energetica e richiede sei fasi separate guidate dall’ATP, mentre altri modelli consentono la formazione prebiotica dello scheletro di ATP senza energia da ATP già formato, suggerendo anche che l’ATP fosse probabilmente piuttosto scarso e che qualche altro composto potrebbe aver svolto un ruolo centrale nella conversione in questa fase di evoluzione. Il candidato più probabile, secondo i ricercatori inglesi, è il composto a due atomi di carbonio acetilfosfato (AcP), che oggi funziona sia nei batteri sia negli archaea come intermedio metabolico. Basandosi su dati e ipotesi sulle condizioni chimiche della Terra prima della nascita della vita, i ricercatori hanno testato la capacità di altri ioni e minerali di catalizzare la formazione di ATP nell’acqua; nessuno era efficace quanto il ferro. Successivamente, hanno testato un pannello di altre piccole molecole organiche per la loro capacità di fosforilare l’ADP; nessuno era efficace come AcP e solo un altro (carbamoilfosfato) aveva un’attività significativa. Infine, hanno dimostrato che nessuno degli altri difosfati nucleosidici accettava un fosfato da AcP. Combinando questi risultati con la modellazione molecolare-dinamica, gli autori propongono una spiegazione meccanicistica per la specificità della reazione ADP/AcP/ferro, ipotizzando che il piccolo diametro e l’elevata densità di carica dello ione ferro, combinati con la conformazione dell’intermedio formatosi quando i tre si uniscono, forniscono una “giusta” geometria che consente al fosfato di AcP di formare ATP. (Agonb) Cdm 12:00
