Prebiotic chemistry : synthesis and reactivity of sulfur amino acids at the origin of life

La synthèse des acides aminés et des peptides est un des problèmes majeurs de la chimie prébiotique.Notre travail débute par une étude de la synthèse de la cystéine à partir du mercaptoacétaldéhyde. Le mercaptoacétaldéhyde est formé à partir du chloroacétaldéhyde qui lui-même est obtenu par chloration de l’acétaldéhyde. Nous avons ensuite cyclisé l’homocystéine dans l’eau pour former sa thiolactone, un cycle à 5 chaînons, capable de réagir avec des acides aminés et former des liaisons peptidiques. Nous avons testé la formation de peptides à partir la thiolactone de l’homocystéine ainsi qu’à partir de ses dérivés formylé et acétylé. Enfin, nous avons tenté de synthétiser la S-méthyl méthionine, SMM, un donneur de méthyle potentiel, analogue simplifié de la S-adénosyl méthionine, SAM. Un intermédiaire important a été obtenu, mais notre voie de synthèse n’a pas conduit à la SMM. Nous avons testé des transferts de méthyle vers l’homocystéine et la cystéine.Nos résultats soutiennent le fait que des molécules sulfurés auraient joué un rôle important dans le développement de la vie sur Terre.La synthèse des acides aminés et des peptides est un des problèmes majeurs de la chimie prébiotique.Notre travail débute par une étude de la synthèse de la cystéine à partir du mercaptoacétaldéhyde. Le mercaptoacétaldéhyde est formé à partir du chloroacétaldéhyde qui lui-même est obtenu par chloration de l’acétaldéhyde. Nous avons ensuite cyclisé l’homocystéine dans l’eau pour former sa thiolactone, un cycle à 5 chaînons, capable de réagir avec des acides aminés et former des liaisons peptidiques. Nous avons testé la formation de peptides à partir la thiolactone de l’homocystéine ainsi qu’à partir de ses dérivés formylé et acétylé. Enfin, nous avons tenté de synthétiser la S-méthyl méthionine, SMM, un donneur de méthyle potentiel, analogue simplifié de la S-adénosyl méthionine, SAM. Un intermédiaire important a été obtenu, mais notre voie de synthèse n’a pas conduit à la SMM. Nous avons testé des transferts de méthyle vers l’homocystéine et la cystéine.Nos résultats soutiennent le fait que des molécules sulfurés auraient joué un rôle important dans le développement de la vie sur Terre.The synthesis of amino acids and peptides is one of the major problems of prebiotic chemistry.Our work begins with a study of the synthesis of cysteine from mercaptoacetaldehyde. Mercaptoacetaldehyde was formed from chloroacetaldehyde, itself obtained by chlorination of acetaldehyde. We then cyclized homocysteine in water to form its thiolactone, a 5-membered ring, capable of reacting with amino acids and forming peptide bonds. We tested the formation of peptides from homocysteine thiolactone as well as from its formyl and acetyl derivatives. Finally, we tried to synthesize S-methyl methionine, SMM, a potential methyl donor, a simplified analogue of S-adenosyl methionine, SAM. An important intermediate was obtained, but our synthetic route did not lead to SMM. We tested methyl transfers to homocysteine and cysteine.Our results support the fact that sulfur molecules would have played an important role in the development of life on Earth.The synthesis of amino acids and peptides is one of the major problems of prebiotic chemistry.Our work begins with a study of the synthesis of cysteine from mercaptoacetaldehyde. Mercaptoacetaldehyde was formed from chloroacetaldehyde, itself obtained by chlorination of acetaldehyde. We then cyclized homocysteine in water to form its thiolactone, a 5-membered ring, capable of reacting with amino acids and forming peptide bonds. We tested the formation of peptides from homocysteine thiolactone as well as from its formyl and acetyl derivatives. Finally, we tried to synthesize S-methyl methionine, SMM, a potential methyl donor, a simplified analogue of S-adenosyl methionine, SAM. An important intermediate was obtained, but our synthetic route did not lead to SMM. We tested methyl transfers to homocysteine and cysteine.Our results support the fact that sulfur molecules would have played an important role in the development of life on Earth

Chimie prébiotique : synthèse et réactivité d’aminoacides sulfurés à l’origine de la vie

The synthesis of amino acids and peptides is one of the major problems of prebiotic chemistry.Our work begins with a study of the synthesis of cysteine from mercaptoacetaldehyde. Mercaptoacetaldehyde was formed from chloroacetaldehyde, itself obtained by chlorination of acetaldehyde. We then cyclized homocysteine in water to form its thiolactone, a 5-membered ring, capable of reacting with amino acids and forming peptide bonds. We tested the formation of peptides from homocysteine thiolactone as well as from its formyl and acetyl derivatives. Finally, we tried to synthesize S-methyl methionine, SMM, a potential methyl donor, a simplified analogue of S-adenosyl methionine, SAM. An important intermediate was obtained, but our synthetic route did not lead to SMM. We tested methyl transfers to homocysteine and cysteine.Our results support the fact that sulfur molecules would have played an important role in the development of life on Earth.The synthesis of amino acids and peptides is one of the major problems of prebiotic chemistry.Our work begins with a study of the synthesis of cysteine from mercaptoacetaldehyde. Mercaptoacetaldehyde was formed from chloroacetaldehyde, itself obtained by chlorination of acetaldehyde. We then cyclized homocysteine in water to form its thiolactone, a 5-membered ring, capable of reacting with amino acids and forming peptide bonds. We tested the formation of peptides from homocysteine thiolactone as well as from its formyl and acetyl derivatives. Finally, we tried to synthesize S-methyl methionine, SMM, a potential methyl donor, a simplified analogue of S-adenosyl methionine, SAM. An important intermediate was obtained, but our synthetic route did not lead to SMM. We tested methyl transfers to homocysteine and cysteine.Our results support the fact that sulfur molecules would have played an important role in the development of life on Earth.La synthèse des acides aminés et des peptides est un des problèmes majeurs de la chimie prébiotique.Notre travail débute par une étude de la synthèse de la cystéine à partir du mercaptoacétaldéhyde. Le mercaptoacétaldéhyde est formé à partir du chloroacétaldéhyde qui lui-même est obtenu par chloration de l’acétaldéhyde. Nous avons ensuite cyclisé l’homocystéine dans l’eau pour former sa thiolactone, un cycle à 5 chaînons, capable de réagir avec des acides aminés et former des liaisons peptidiques. Nous avons testé la formation de peptides à partir la thiolactone de l’homocystéine ainsi qu’à partir de ses dérivés formylé et acétylé. Enfin, nous avons tenté de synthétiser la S-méthyl méthionine, SMM, un donneur de méthyle potentiel, analogue simplifié de la S-adénosyl méthionine, SAM. Un intermédiaire important a été obtenu, mais notre voie de synthèse n’a pas conduit à la SMM. Nous avons testé des transferts de méthyle vers l’homocystéine et la cystéine.Nos résultats soutiennent le fait que des molécules sulfurés auraient joué un rôle important dans le développement de la vie sur Terre.La synthèse des acides aminés et des peptides est un des problèmes majeurs de la chimie prébiotique.Notre travail débute par une étude de la synthèse de la cystéine à partir du mercaptoacétaldéhyde. Le mercaptoacétaldéhyde est formé à partir du chloroacétaldéhyde qui lui-même est obtenu par chloration de l’acétaldéhyde. Nous avons ensuite cyclisé l’homocystéine dans l’eau pour former sa thiolactone, un cycle à 5 chaînons, capable de réagir avec des acides aminés et former des liaisons peptidiques. Nous avons testé la formation de peptides à partir la thiolactone de l’homocystéine ainsi qu’à partir de ses dérivés formylé et acétylé. Enfin, nous avons tenté de synthétiser la S-méthyl méthionine, SMM, un donneur de méthyle potentiel, analogue simplifié de la S-adénosyl méthionine, SAM. Un intermédiaire important a été obtenu, mais notre voie de synthèse n’a pas conduit à la SMM. Nous avons testé des transferts de méthyle vers l’homocystéine et la cystéine.Nos résultats soutiennent le fait que des molécules sulfurés auraient joué un rôle important dans le développement de la vie sur Terre

Chimie prébiotique : synthèse et réactivité d’aminoacides sulfurés à l’origine de la vie

The synthesis of amino acids and peptides is one of the major problems of prebiotic chemistry.Our work begins with a study of the synthesis of cysteine from mercaptoacetaldehyde. Mercaptoacetaldehyde was formed from chloroacetaldehyde, itself obtained by chlorination of acetaldehyde. We then cyclized homocysteine in water to form its thiolactone, a 5-membered ring, capable of reacting with amino acids and forming peptide bonds. We tested the formation of peptides from homocysteine thiolactone as well as from its formyl and acetyl derivatives. Finally, we tried to synthesize S-methyl methionine, SMM, a potential methyl donor, a simplified analogue of S-adenosyl methionine, SAM. An important intermediate was obtained, but our synthetic route did not lead to SMM. We tested methyl transfers to homocysteine and cysteine.Our results support the fact that sulfur molecules would have played an important role in the development of life on Earth.The synthesis of amino acids and peptides is one of the major problems of prebiotic chemistry.Our work begins with a study of the synthesis of cysteine from mercaptoacetaldehyde. Mercaptoacetaldehyde was formed from chloroacetaldehyde, itself obtained by chlorination of acetaldehyde. We then cyclized homocysteine in water to form its thiolactone, a 5-membered ring, capable of reacting with amino acids and forming peptide bonds. We tested the formation of peptides from homocysteine thiolactone as well as from its formyl and acetyl derivatives. Finally, we tried to synthesize S-methyl methionine, SMM, a potential methyl donor, a simplified analogue of S-adenosyl methionine, SAM. An important intermediate was obtained, but our synthetic route did not lead to SMM. We tested methyl transfers to homocysteine and cysteine.Our results support the fact that sulfur molecules would have played an important role in the development of life on Earth.La synthèse des acides aminés et des peptides est un des problèmes majeurs de la chimie prébiotique.Notre travail débute par une étude de la synthèse de la cystéine à partir du mercaptoacétaldéhyde. Le mercaptoacétaldéhyde est formé à partir du chloroacétaldéhyde qui lui-même est obtenu par chloration de l’acétaldéhyde. Nous avons ensuite cyclisé l’homocystéine dans l’eau pour former sa thiolactone, un cycle à 5 chaînons, capable de réagir avec des acides aminés et former des liaisons peptidiques. Nous avons testé la formation de peptides à partir la thiolactone de l’homocystéine ainsi qu’à partir de ses dérivés formylé et acétylé. Enfin, nous avons tenté de synthétiser la S-méthyl méthionine, SMM, un donneur de méthyle potentiel, analogue simplifié de la S-adénosyl méthionine, SAM. Un intermédiaire important a été obtenu, mais notre voie de synthèse n’a pas conduit à la SMM. Nous avons testé des transferts de méthyle vers l’homocystéine et la cystéine.Nos résultats soutiennent le fait que des molécules sulfurés auraient joué un rôle important dans le développement de la vie sur Terre.La synthèse des acides aminés et des peptides est un des problèmes majeurs de la chimie prébiotique.Notre travail débute par une étude de la synthèse de la cystéine à partir du mercaptoacétaldéhyde. Le mercaptoacétaldéhyde est formé à partir du chloroacétaldéhyde qui lui-même est obtenu par chloration de l’acétaldéhyde. Nous avons ensuite cyclisé l’homocystéine dans l’eau pour former sa thiolactone, un cycle à 5 chaînons, capable de réagir avec des acides aminés et former des liaisons peptidiques. Nous avons testé la formation de peptides à partir la thiolactone de l’homocystéine ainsi qu’à partir de ses dérivés formylé et acétylé. Enfin, nous avons tenté de synthétiser la S-méthyl méthionine, SMM, un donneur de méthyle potentiel, analogue simplifié de la S-adénosyl méthionine, SAM. Un intermédiaire important a été obtenu, mais notre voie de synthèse n’a pas conduit à la SMM. Nous avons testé des transferts de méthyle vers l’homocystéine et la cystéine.Nos résultats soutiennent le fait que des molécules sulfurés auraient joué un rôle important dans le développement de la vie sur Terre

Did Homocysteine Take Part in the Start of the Synthesis of Peptides on the Early Earth?

Unlike its shorter analog, cysteine, and its methylated derivative, methionine, homocysteine is not today a proteinogenic amino acid. However, this thiol containing amino acid is capable of forming an activated species intramolecularly. Its thiolactone could have made it an interesting molecular building block at the origin of life on Earth. Here we study the cyclization of homocysteine in water and show theoretically and experimentally that in an acidic medium the proportion of thiolactone is significant. This thiolactone easily reacts with amino acids to form dipeptides. We envision that these reactions may help interpret why a methionine residue is introduced at the start of all protein synthesis