La diversité croissante des molécules complexes observées aujourd’hui dans l’espace interroge les conditions de formation de ces témoins de l’évolution de l’univers. Un ensemble de résultats expérimentaux et théoriques montrent la possibilité de formation de chaînes peptidiques en l’absence de tout substrat.
La formation d’oligopeptides à partir d’acides aminés est une étape clé dans l’émergence de la vie vers la formation des protéines dont les fonctions sont multiples dans les cellules vivantes, où cette réaction est le travail permanent et complexe des ribosomes. Dans des conditions abiotiques, sans ribosome, la façon dont les oligopeptides se développent reste une question ouverte, alors même qu’une large variété existe parmi les composés organiques découverts dans divers environnements astrophysiques, tels que les comètes ou les météorites par exemple.
En étudiant le plus simple d’entre les acides aminés, la glycine, et en simulant expérimentalement son comportement dans un environnement gazeux et froid, l’équipe pluridisciplinaire et franco-autrichienne a montré que dans les agrégats moléculaires ainsi formés, quelques molécules de glycine se transforment en un dipeptide et une molécule de glycine, plutôt que de s’associer en paires de glycine certes protonées mais sans la liaison peptidique. De plus, la réaction ne nécessite pas de contact, pas de réaction catalysée par la surface de grains de glace ou de poussières comme proposé classiquement.
En allant un peu plus loin et en simulant un impact de rayons cosmiques sur ces agrégats, au moyen d’un atome d’argon, l’équipe a montré qu’une seule collision en phase gazeuse induit une polymérisation additionnelle par déshydratation, formant ainsi des oligopeptides à 3, voire même 4 unités de glycine. Ainsi, l’allongement de la chaîne peptidique se produit très bien via une réaction en phase gazeuse unimoléculaire dans un agrégat d’ions excités.
L’implication de ces résultats sont importants pour les observations astrophysiques qui recherchent plutôt la signature de petits acides aminés dont la glycine. Ces nouveaux résultats pourraient inciter à rechercher dans les régions froides de l’espace des dipeptides finalement relativement plus abondants.
Publication dans Le JPC du 26/01/2023
Communiqué de l’Université Lyon 1
Communiqués sur le site de l’Université d’Innsbruck
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpca.2c08248
