Seminario Life NASA RCN 11 de febrero de 2026
Cuándo: 11 de febrero, 8 a. m. PDT/11 a. m. EDT
Únase a https://cuboulder.zoom.us/j/96506145424#success
¡Únase a la serie de seminarios LIFE NASA RCN 2026! El orador de este mes es la Dra. Martina Preiner y Oskari Lehtinen, MSc.
Dra. Martina Preiner, jefa del grupo de investigación Max Planck en el Microcosmos Earth Center
Título: Las coenzimas como vínculo entre la catálisis enzimática y la mineral en el camino hacia el protometabolismo
El Último Ancestro Común Universal (LUCA) surgió hace unos 4 mil millones de años en el entorno de rocas y agua de la Tierra primitiva. La bioinformática comparativa de arriba hacia abajo revela el metabolismo del carbono de LUCA: la vía acetil-CoA (o Wood-Lungdahl), impulsada por CO2 y h2 gas Al observar las síntesis orgánicas abióticas, asistidas por minerales, que ocurren hoy en día en los respiraderos hidrotermales, vemos cómo se parecen a los pasajes, lo que tal vez revela las raíces geoquímicas de LUCA.
Para conectar la catálisis dirigida asistida por minerales con la catálisis enzimática compleja en LUCA (y la bioquímica existente), nos estamos centrando en los cofactores orgánicos metabólicos centrales, de ahí las moléculas auxiliares trabajadas por las enzimas. Los ejemplos que se encuentran en la vía del acetil-CoA son el dinucleótido de adenosina de nicotinamida (NAD), los donantes de C1 y los aceptores como el tetrahidrofolato (H).4F) o, el nombre de la vía, coenzima A (CoA). Se predice que los cofactores son enzimas, en otras palabras: los cofactores pueden ser el eslabón perdido entre la catálisis abiótica y la biológica (enzimática).
Ahora mostramos cómo funcionan los cofactores utilizados en la vía del acetil-CoA en las condiciones que se encuentran en los sistemas serpentinizantes, donde los minerales que contienen níquel y hierro transfieren electrones a los protones del agua, produciendo continuamente gas hidrógeno (H2), la principal fuente de energía y electrones de LUCA. Como ejemplo, mostramos cómo el hidrógeno activado puede reducir el cofactor redox central nicotinamida adenosina dinucleótido (NAD) en minerales que se encuentran en sistemas serpentinizantes. Podemos realizar evaluaciones de cómo la formación de NAD en condiciones geoquímicas permite reducciones específicas, proponiendo un papel preenzimático para el resto monofosfato de adenosina (AMP). Estos resultados muestran cómo los cofactores orgánicos juegan un papel importante en la transición entre la catálisis mineral y la enzimática.
Oskari Lehtinen, MSc, candidato a doctorado en el Microcosm Earth Center
Leyenda: Reducción de flavina en condiciones prebióticas
Aunque la vida existente está muy alejada de su origen, aún puede contener restos y pistas sobre sus inicios geoquímicos. Estos vínculos entre geoquímica y bioquímica todavía se pueden observar en el metabolismo de acetógenos y metanógenos autótrofos. En su metabolismo del carbono, la vía Wood-Lungdahl, utilizan hidrógeno como fuente de energía y dióxido de carbono como fuente de carbono. Esta vía ya está presente en el Último Ancestro Común Universal (LUCA), la última célula que obtenemos a través de la filogenética, comenzando con la vida existente.
En el caso de la respuesta al ejercicio entre CO2 y h2 Los minerales que contienen metales de transición, que no se producen espontáneamente debido a barreras cinéticas, se pueden utilizar como catalizadores preenzimáticos, produciendo intermediarios y productos de la vía Wood-Lungdahl, lo que posiblemente indique el núcleo geoquímico del que surgió la vida. Sin embargo, cerrar la brecha entre la catálisis mineral y la catálisis enzimática sigue siendo una pregunta sin respuesta. Estamos examinando el papel de las coenzimas, es decir, las moléculas auxiliares de las enzimas que normalmente realizan la química real de la reacción catalizada en esta conversión.
Las flavinas son coenzimas redox conocidas por su papel omnipresente en diversos procesos metabólicos críticos. Reducción abiótica del dinucleótido de flavina adenina (FAD) y su versión truncada monofosfato de adenosina, mononucleótido de flavina (FMN) en condiciones hidrotermales (40 °C, 5 bar H).2 o R, tampón fosfato o carbonato). Se probaron diferentes pH, metales nativos y minerales para triangular la variedad de condiciones bajo las cuales pueden funcionar las flavinas.
Nuestros resultados muestran una reducción creciente en un entorno de pH bajo y capacidad catalítica de níquel (Ni) capaz de promover la reducción de flavina en presencia de H.2Incluso a pH altos, el hierro (Fe) no puede hacerlo, principalmente porque el Ni permite la transferencia directa de hidruro (H-). Estos hallazgos resaltan la importancia del contexto del ambiente mineral, y la versatilidad y capacidad de las flavinas para funcionar bajo muchos pH diferentes, y cómo pueden vincular la parte cinética del transporte de electrones de las redes químicas prebióticas con el ambiente inmóvil de un sistema hidrotermal serpentinizante.
Astrobiología
