KÉMIAI KÖZLEMÉNYEK - A MTA KÉMIAI TUDOMÁNYOK OSZTÁLYÁNAK KÖZLEMÉNYEI 53. KÖTET (1980)

53. kötet / 1-2. sz. - Előadások - F. EGAMI: Kémiai fejlődés az őstengerben, különös tekintettel az átmenetifém-ionok szerepére

M­EGAMI: KÉMIAI FEJLŐDÉS Amint az 1. táblázatban látható, az elemek, tengervízbeli koncentráció­juk és biológiai szerepük szerint különböző csoportokba oszthatók. Az első csoport, amelyben legnagyobb a koncentráció, az összes, biológiai­lag nélkülözhetetlen, nagymennyiségű elemet, vagy másképp a fő bioelemeket tartalmazza, kivéve a foszfort. Ezeken kívül más elem nem is szerepel itt. A második csoport, amelyben a koncentráció-tartomány 10°—102 nM, a specializálódott szervezetek legtöbb bioelemét tartalmazza, bármiféle bioló­giai megfeleltetés nélkül. E csoport elemei a foszfor kivételével nem esszen­ciálisak a baktériumok számára. Az a tény, hogy a kritikus bioelem­, a foszfor ehhez a csoporthoz tartozik, azt a gondolatot rejti magában, hogy a foszfor speciális szerepe a nukleinsavak­ban és az energiaátalakításban nem volt helyettesíthető semmilyen másféle, nagy mennyiségben levő elemmel a kémiai evolúció során. A harmadik 10­1 nM koncentráció tartományú csoport az ,,alárendelt" bioelemeket tartalmazza, leginkább az átmenetifémeket, amelyek az enzim­rendszerek részei. Ezután a 4. és 5. koncentráció-tartomány következik. Az ötödik csoport a kémiai evolúcióval kapcsolatba nem hozható elemeket tar­talmazza, és ide sorolható még néhány mérgező elem is, mint pl. az ólom, a hi­gany stb. . . . A különböző elemek mai tengervízbeli koncentrációja és biológiai sze­repe közötti szigorú egybeesés azt sugalmazza, hogy a jelenlegi tengervízi kon­centrációk azt tükrözik, hogy az őstenger volt az, ahol a kémiai és a kezdeti bio­lógiai evolúció megvalósult. A korreláció azt az általánosan elfogadott nézetet is alátámasztja, hogy a Földön az élet az őstengerben keletkezett. Most különös figyelmet a harmadik csoport elemeinek szentelek. Mindenekelőtt szeretném hangsúlyozni, hogy a molibdén, a cink és a vas, a tengervízben leggyakoribb átmenetifémek, nélkülözhetetlenek az összes élő szervezet számára, beleértve még a legprimitívebb Clostridium baktériumot is, amely pe­dg az élet kezdetéhez legközelebb mai élő szervezet [5]. A földkéregben viszonylag gyakoribb nikkel és kobalt csak a magasabb­rendű szárazföldi szervezetek számára bioelemek. A második táblázat primitív mikroorganizmusok [6], mint pl. a Clost­ridium és a Desulfovibrio [5] átmenetifém tartalmú enzimeit mutatja. Általánosan elfogadott, hogy az élet kialakulását megelőzte a többé­kevésbé fejlett, biológiai fontosságú polimerek felhalmozódása, beleértve ebbe a protoenzimeket is. Az ősenzimek széles specifikusság­úak voltak és a reakciók általános típusait katalizálták, míg a szűk specifikusságú és nagy aktivitású mai enzimek a specifikusság növekedésének eredményeként keletkeztek. Mindezt figyelembe véve a táblázatból a következőket olvashatjuk ki [6l. A vas az elektronátviteli folyamatokban résztvevő protoenzim­ek nél­külözhetetlen alkotórésze volt. Így lehetett később része a foszforiláló enzim­rendszerhez kapcsolódó energia metabolizmusnak. 1* Kémiai Közlemények 53. kötet 1980

Next