Une étude, dont les résultats intitulés «Linked cycles of oxidative decarboxylation of glyoxylate as protometabolic analogs of the citric acid cycle» ont été publiés dans la revue Nature communications, a permis de mettre en évidence un cycle chimique inédit qui aurait pu fonctionner dans les conditions de la Terre primitive pour produire des molécules utilisables par le vivant.

Plus précisément, il a été observé, «en disposant dans des conditions variées des molécules à l’origine de réactions semblables à celles de la biochimie actuelle», la mise en place de cycles «produisant des intermédiaires chimiques identiques à ceux du cycle de l’acide citrique (*) actuel».

Tout d'abord, «des molécules prébiotiques relativement simples, l’ion malonate (^-OOC-CH₂-COO^-) et l’ion glyoxylate (^-OOC-COH)» ont été sélectionnées. L'étude a fait ensuite appel au «peroxyde d’hydrogène (aussi nommé eau oxygénée), un produit de l’oxydation photochimique de l’eau» comme «substitut aux enzymes actuelles facilitant les réactions d’oxydoréduction».

Il apparaît que «ces composés participent à un cycle chimique en quatre étapes produisant deux molécules de dioxyde de carbone et un intermédiaire crucial: l’oxaloacétate (^-OOC-CO-CH₂-COO^-)». De plus, «ce cycle est couplé avec un second, également initié par des molécules simples et produisant une molécule notée HKG, et dont un des intermédiaires est aussi l’oxaloacétate, reliant ainsi ce cycle avec le précédent».

L'intérêt de ce processus est «le grand nombre de composés intermédiaires produits, à l’image de l’oxaloacétate qui entre dans l’actuel cycle de Krebs (*), dans le cycle de l’urée et dans la synthèse de l’aspartate, un acide aminé».

L'étude a établi, à partir d'un suivi expérimental de ces réactions par spectrométrie à résonance magnétique, que «les deux cycles (appelés cycle du malonate et cycle HKG) fonctionnent à un pH entre 7 et 8,5 et une température inférieures à 50 °C, des conditions compatibles avec celles supposées régner à la surface de la Terre primitive».

En fin de compte, «si ces cycles protométaboliques ne nécessitant pas de catalyse biologique par des enzymes ont été actifs sur la Terre primitive, ils auraient pu synthétiser les éléments nécessaires pour initier les cycles biochimiques actuels».

Lien externe complémentaire (source Wikipedia)

(*) Cycle de Krebs