Bennu: 14 von 20 Aminosäuren

[SFF-TWRiker]

Laut einem Artikel in der neuesten Ausgabe von Sterne und Weltraum wurden in den Proben von Bennu 14 der 20 Aminosäuren, die in irdischen Lebensformen vorkommen, gefunden. Ist jemand bekannt welche 6 Aminosäuren nicht gefunden wurden, ob diese spezielle Gemeinsamkeiten haben und ob man daraus Schlüsse ziehen kann?

 

[ralfkannenberg]

Hallo SFF-TWRiker,

hier wird Dir vermutlich geholfen:

An evaporite sequence from ancient brine recorded in Bennu samples - Nature

Samples from the asteroid (101955) Bennu, returned by the OSIRIS-REx mission, include sodium-bearing phosphates and sodium-rich carbonates, sulfates, chlorides and fluorides formed during evaporation of a late-stage brine.

www.nature.com

EDIT: nein, der Link betrifft die Mineralien auf Bennu

Link gefunden in:

NASA’s Asteroid Bennu Sample Reveals Mix of Life’s Ingredients - NASA

Studies of rock and dust from asteroid Bennu delivered to Earth by NASA’s OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification and

www.nasa.gov

Freundliche Grüsse, Ralf

 

[ralfkannenberg]

Hallo zusammen,

hm nein, der erste Link scheint ein anderes Thema zu haben. Da geht es um Mineralien und nicht um Aminosäuren.

Vielleicht der hier:

Abundant ammonia and nitrogen-rich soluble organic matter in samples from asteroid (101955) Bennu - Nature Astronomy

Rocks and dust from the asteroid Bennu contain some of the molecular building blocks of life on Earth, such as amino acids and nucleobases. They also carry ammonia that formed billions of years ago in cold, distant regions of our Solar System.

www.nature.com

Freundliche Grüsse, Rafd

 

[blue.moon]

Lieber Ralf und SFF-TWRiker!​

Ich schaue zufällig vorbei, ihr Lieben, na, das ist ja ein tolles Thema, vielleicht schreibe ich noch etwas dazu – jetzt nur ein paar Worte…



Du lagst mit deinem ersten Link vollkommen richtig, Ralf, es ist dasjenige welche, weshalb hast du denn editiert?!

Meines Wissens wurden auf Benno bisher 33 Aminosäuren identifiziert, ich meine unter Laborbedingungen auf der Erde; Weltraumteleskope bzw. ihre Tools haben in der Vergangenheit einige Lebensmoleküle detektiert aber man kann sich bei ihren Ergebnissen nicht sicher sein.

In der Natur kommen über 500 Aminosäuren (AS), unüblich aber genauer: Aminocarbonsäuren, da sie sowohl Amino- als auch Carbonsäuregruppen enthalten, vor, die 22 in Proteinen eingebauten α-Aminosäuren sind die mit Abstand wichtigsten. Nur diese 22 erscheinen im genetischen Code des Lebens.

Zumindest geht man davon aus, sie dürften eine Schlüsselrolle bei der Entstehung des Lebens auf der Erde gespielt haben und wahrscheinlich nicht nur bei uns. Es kann sogar sein, dass die Bedingungen für Leben im Universum gar nicht soooo selten sind ABER nicht, weil „Gott“ tätig war, sondern weil die Chemie (natürlich nicht allein) es ganz einfach möglich macht, ja erzwingt und die („chemische“) Verteilung im Universum großzügig ist, abgesehen von der Notwendigkeit einer Energiequelle und flüssigem Wasser und sehr viel Zeit. Milliarden von Jahre…

Und hier sind die 14 Aminosäuren, SFF-TWRiker, gelb geschrieben -
(siehe auch https://de.wikipedia.org/wiki/Aminosäuren)

astrobiology/bennu

Wenn Kohlenstoff auf einem Planeten vorhanden ist oder zu ihm durch „Kosmische Unfälle“ gelangt, bindet er sich, verkürzt gesagt, zu endlosen Ketten seiner selbst, bildet Fullurene, wird 3-dimensional – und oder integriert andere Atome bzw. Molekülen, nimmt was er (chemisch) bekommen kann, er kann gar nicht anders „als sich zu binden“…

Aminosäuren können nach der Position ihrer zentralen Strukturfunktionsgruppen (Alpha- (α-), Beta- (β-), Gamma- (γ-) Aminosäuren usw.) klassifiziert werden; weitere Kategorien beziehen sich auf Polarität, Ionisierung und Seitenkettentyp (aliphatisch, azyklisch, aromatisch, polar usw.).

 

[blue.moon]

PS
Ich war eine Weile nicht hier, der "Ukrainekrieg" Thread wurde geschlossen, wegen angedrohter juristischer Konsequenzen oder so ähnlich? Sehr schade, es gibt ja kaum etwas wichtigeres... obwohl ich will auch gar nicht daran denken will, dass mein Freund und vielleicht sogar ich in einigen Jahren in den Krieg ziehen müssen. Wir keine Familie gründen können, aus Vernunft. Und nur weil wir alles machen was Trump will, uns mit Putin anlegen müssen, eine Atommacht reizen!!! Sehr "vernünftig"...
Jetzt ist Armee noch freiwillig aber das bleibt es nichts.
Wir scherzen bitter über "statt in den Krieg ziehen in den Knast oder wenn es wieder KZs gibt denn dahin" oder "gleich den Abschied nehmen" bzw. zunächst versuchen in meine 2. Heimat, nach Irland, oder so. Ich gehe jedenfalls aus Gewissensgründen nicht an die Waffe und töte niemanden weil ich keine Feinde habe, fertig,

 

[SFF-TWRiker]

Vielen Dank besonders für die Grafik. Wegen Asparagin könnte man glauben, Bennu stammt aus der Wetterau lol.
Einige der nicht gefundenen Aminosäuren haben komplizierte Strukturformeln Dass Cystein nicht gefunden wurde ist das einzige was mich wundert. Aber die rund 100g müssen ja nicht repräsentativ sein.

Mein Bio-LK Lehrer wäre sicher extrem fasziniert, und hätte es nicht geglaubt, wenn man ihm vor 40 Jahren gesagt hätte, dass solche Moleküle schon vor 4,5 Milliarden Jahren, wohl in der Nähe des Jupiter-Orbits entstanden sind.

 

[blue.moon]

Nein, es liegt nicht an zu komplizierten Formeln, es war in der Probe eher zufällig kein S dabei.
Freue mich wenn dich das Thema auch so anfixt, mein Lieber.
Ach so, ehe ich es vergesse, es stimmte mit den insgesamt 33 Aminosäuren.
Weißt du noch, dass die NASA anfangs den Deckel des verdammten Probenbehälters nicht aufbekam, hahahahahaha...

Muss ich dir gleich sagen, was mich überraschte: Alle chiralen nicht-proteinogenen Aminosäuren, die enantiomerentrennbar waren, darunter Isovalin, Norvalin, β-Amino-n-buttersäure, β-Aminoisobuttersäure und 3-Aminopentansäure, lagen als racemische oder nahezu racemische Gemische, gleiche Häufigkeit von d- und l-Enantiomeren innerhalb der analytischen Unsicherheiten vor! Tja, unsere wichtigsten 22 Aminosäuren sind Homochiral…

Die Ergebnisse im Nature Paper wurden mit denen anderer Proben verglichen und unterscheiden sich in Details – siehe results - sie liefern keinen Beweis für Leben selbst, deuten aber darauf hin, dass die für die Entstehung von Leben notwendigen Bedingungen im frühen Sonnensystem weit verbreitet waren; ich füge hinzu, in unserer gesamten Galaxie(!) und nicht nur dort(!) auch in Messier 87 … wie Dr. Neumeyer https://www.mpia.de/person/40631/2279 und Team im Video erläutern. (Störe dich bitte nicht an der populärwissenschaftlich angehauchten Sprache, die dahinterstehenden Papers sind außergewöhnlich - es soll schließlich auch eher unbedarfte potenzielle Geldgeber und ein breites Publikum ansprechen...)

Du musst unbedingt folgende Doku sehen! Du musst einfach!

https://www.fernsehserien.de/leben-aus-dem-all/folgen/01-schwarze-loecher-1443021

Schwarze Löcher sind nicht nur Materie verschlingende Schwerkraftmonster, sie haben auch die Grundlagen für Leben geschaffen - und das bereits vor über zehn Milliarden Jahren. Mit ihren Jets verteilten sie lebensnotwendige Elemente gleichmäßig im gesamten All. Ohne Schwarze Löcher wären in den Galaxien keine lebensfreundlichen Zonen entstanden. Dafür finden Forscher immer mehr Belege.

auf Spiegel Geschichte Regie John A. Kantara (anmelden und nach 14d kündigen)
-
Allerdings muss man auch auf dem Teppich bleiben, zurück zum Paper, diese in den Bennu-Proben nachgewiesenen Bausteine des Lebens wurden bereits zuvor in außerirdischem Gestein gefunden aber es gab auch „Premieren“.

Wissenschaftler identifizierten Spuren von elf Mineralen, von Kalzit über Halit bis hin zu Sylvin: entstehen, wenn Wasser mit gelösten Salzen über lange Zeiträume verdunstet und die Salze auskristallisieren. Ähnliche Salzlaugen wurden im gesamten Sonnensystem entdeckt oder vermutet, unter anderem auf dem Zwergplaneten Ceres und dem Saturnmond Enceladus.
Es wurden bereits mehrere Evaporite in Meteoriten entdeckt, die auf die Erdoberfläche fallen, aber, die Forscher haben sie noch nie in einem vollständigen Satz gesehen, der einen Verdampfungsprozess dokumentiert, der Tausende von Jahren oder länger gedauert haben könnte.
Einige in Bennu gefundene Mineralien, wie beispielsweise Trona, wurden erstmals in außerirdischen Proben entdeckt…

Aber wo wurden all diese organischen Moleküle gebildet und wann? Wahrscheinlich in proto-planetaren/galaktischen Scheiben sicher, und, wo sie mit Kometen oder Asteroiden Planeten "befruchteten". Was denkst du?

 

[SFF-TWRiker]

Das Universum war schon rund 9 Milliarden Jahre alt und es gab schon einige Supernova-Generationen als sich, von Herrn Lesch gerne "heruntergebetet" vor 4,567 Milliarden Jahren das Sonnensystem bildete. Die Proben von Bennu sind 4,5 Milliarden Jahre alt und sein Mutterkörper dürfte ein paar Millionen Jahre älter sein. In den letzten Jahren wird immer wieder darauf hingewiesen, dass die Bildung von Planeten und davor Planetesimalen schneller erfolgte, als man vor ein paar Jahrzehnten dachte. Diese Erkenntnisse hat man auch durch die Entdeckung von rund rund 7000 Exoplaneten und vielen Sonnensystemen die geradezu bizarr sind. Wobei ja eigentlich unser System ohne "Super-Erden" > 2 Erdmassen und "Mini-Neptune" ca. 10 Erdmassen und "Hot Jupiter" ungewöhnlich ist.

C, H, O, N, S, P waren sicher da und viele andere Elemente auch. Es ist einfach vieles schneller und häufiger geschehen, als man zu meiner Schulzeit dachte.

 

[Monod]

Dass Cystein nicht gefunden wurde ist das einzige was mich wundert.

Das auch ja, zumal mit Methionin eine schwefelhaltige Aminosäure enthalten ist. Mich wundert eher, dass trotz Vorhandenseins von Ammoniak keine basischen Aminosäuren wie Histidin, Lysin oder Arginin sowie Glutamin und Asparagin enthalten sind, und das, obwohl Asparaginsäure und Glutaminsäure zur Decarboxylierung neigen in Gegenwart von basischen Agenzien, wie z.B. Ammoniak, und dann Amine bilden. Mal schauen, was weitere Untersuchungen noch ergeben werden.

 

[blue.moon]

@SFF TWRiker
Riker?, aha, grüß dich No 1, wenn ich so sagen darf... alles klar, sah ich auch und mag die alten StarTrekserien viel mehr...

Danke!


Wie viele Sonnensysteme wurden verglichen, um unseres als „ungewöhnlich“ einzuschätzen? (Ich weiß von 2 und 3 Sternsystemen und das sie „typisch“ für das Universum sein könnten – aber wer weiß.)

dass der Mutterkörper Eis aus einem Reservoir im äußeren Sonnensystem akkretierte, wo Ammoniakeis stabil war (jenseits der aktuellen Umlaufbahn des Jupiters). …dass Bennu aus einem sekundären Mutterkörper im inneren Hauptgürtel (2,1–2,5 AE) entstand, der vor 730–1.550 Millionen Jahren zerbrach38.

Du schätzt sehr gut (falls du schätzt?) Beim nächsten Beispiel auch. Du schriebst:

„C, H, O, N, S, P waren sicher da und viele andere Elemente auch.“

Kein P. Die stickstoffreiche Zusammensetzung der bisher analysierten Bennu-Aggregate steht im Gegensatz zur schwefelreichen Chemie der Ryugu-Proben. (ich schätze u.a. deshalb dass das Fehlen der Schwefel-enthaltende Aminosäureseitenkette Cystein, wenn es nicht in erster Linie Zufalls ist, denn natürlich ist auch S weit verbreitet.)

Paperie Massenspektren der Extrakte enthielten Zehntausende von Verbindungen mit Masse-Ladungs-Verhältnissen (m/z) zwischen 100 und 700, die ungefähr 16.000 Molekülformeln bestehend aus C, H, N, O, S und Mg entsprechen…

Spoiler: Text

(Abb. 2). Wir haben ein Kontinuum von Molekülgrößen mit einem Bereich von Kohlenstoffoxidationsstufen ermittelt, von unpolar oder leicht polar – einschließlich polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe, alkylierter polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe und einer homologen Reihe ungesättigter substituierter aliphatischer Moleküle – bis hin zu polareren kleinen Molekülen, die nur CHO, CHNO, CHOS oder CHNOS enthalten (Abb. 2, erweiterte Daten Abb. 1 und ergänzende Abb. 15). Charakteristisch für die SOM ist ihre stickstoffreiche Chemie mit bis zu sieben Stickstoffatomen pro Molekül, die mittels Photoionisation (APPI+) bzw. Elektrospray-Ionisation (ESI−/+) nachgewiesen werden (Abb. 2 und erweiterte Daten, Abb. 1).

Der Peak der Sternentstehungsrate wird (inzwischen) für die ersten beiden Milliarden Jahren n.d.U. angesehen. Vielleicht muss man noch etwas weiter vordatieren…
Eigentlich, rein logisch, wenn es zig Millionen und Milliarden Sonnenmassen schwere SL durch Galaxy mergings bereits 700 Millionen Jahre n.d.U. gab, müssten doch auch entsprechend früh schwere Elemente (früher) entstanden sein, nicht nur C und O sondern auch Ag usw. … was meinst du?

Übrigens, unter anderen, stammen Bennu’s N-Heterozyklen und/oder ihre chemischen Vorläufer aus einer kalten Molekülwolke. Ich meine, das stand in dem Paper, hast du es gelesen? Und die gab es auch entsprechend früh...
Ich weiß nicht, ob und wenn ja, wann die Erde relevante organische Moleküle per "Kometen/Asteroiden Transfer/Kosmischer Unfall je nach Sichtweise" bekam aber wenn in ihrer Protostaubwolke eine ähnliche Zusammensetzung BEREITS VORLAG, warum dauerte es dann so (verhältnismäßig lange bis Prokaryoten entstanden? Eher rhetorisch. Die Sauerstoffkatastrophe war sicher ein echter Katalysator: falls vorher was "lebte" wurde es vergilftet - Astrobiologen halten es für möglich, dass es Viren "vorher" gab - und "als Ausgleich" MUSSTEN irgendwelche Sauerstoffverbrauchenden "Wesen" antanzen... salopp gesagt.

Die Quelle der meteoritischen L-Aminosäureanreicherungen bleibt ein Rätsel. Auch aus dem Nature Paper

Wieso eigentlich? Ich meine, soll es nur ich sag mal "Spannung erzeugen"? Aber wie auch immer, das hört sich für mich nach "spontanem Symmetriebruch" an... möglicherweise.

Zumindest derzeit stellt das Fehlen jeglicher Aminosäure-Enantiomerenüberschüsse bestätigten außerirdischen Ursprungs im hier analysierten Bennu-Material sowie in Proben von Ryugu und einigen Lithologien des Tagish-Sees und von Tarda die Hypothese in Frage, dass die Entstehung linkshändigen, proteinbasierten Lebens auf der Erde durch eine Vorliebe für l-Aminosäuren13 im frühen Sonnensystem beeinflusst wurde. Und wahrscheinlich ist die left handed homochirality of amino acids des Chiralität terrestrischen Lebens nicht auf eine Verzerrung der durch Einschläge freigesetzten präbiotischen Moleküle zurückzuführen…
Ich habe mir noch 3 Paper dazu ausgedruckt, um mich mit den neuesten Theorien diesbezüglich (ab 2023) nach einem Sprung ins Nest, zu beschäftigen.
Tschüß, Moonlight

 

[Bernhard]

Das auch ja, zumal mit Methionin eine schwefelhaltige Aminosäure enthalten ist. Mich wundert eher, dass trotz Vorhandenseins von Ammoniak keine basischen Aminosäuren wie Histidin, Lysin oder Arginin sowie Glutamin und Asparagin enthalten sind, und das, obwohl Asparaginsäure und Glutaminsäure zur Decarboxylierung neigen in Gegenwart von basischen Agenzien, wie z.B. Ammoniak, und dann Amine bilden. Mal schauen, was weitere Untersuchungen noch ergeben werden.

Frage an ChatGPT: Wie beständig sind die verschiedenen Aminosäuren gegen die kosmische Strahlung?

Die Beständigkeit von Aminosäuren gegen kosmische Strahlung hängt stark von ihrer chemischen Struktur, dem Aggregatzustand (fest, flüssig, gelöst), der Art der Strahlung und dem Vorhandensein schützender Umgebungsbedingungen (z. B. Eis, Mineralien oder organische Matrices) ab. Trotzdem lassen sich einige allgemeine Aussagen machen:

---

Was ist kosmische Strahlung?​

Kosmische Strahlung besteht hauptsächlich aus hochenergetischen Teilchen (Protonen, Heliumkerne, Elektronen), die aus dem Weltall auf Materie treffen. Besonders energiereich ist die sogenannte galaktische kosmische Strahlung (GCR), daneben gibt es solare energiereiche Teilchen (SEP) und sekundäre Strahlung durch Interaktion mit Materie (z. B. Myonen, Neutronen).

---

Einfluss auf Aminosäuren​

1. Strukturabhängigkeit:
   • Einfachere Aminosäuren wie Glycin oder Alanine sind oft stabiler, da sie weniger funktionelle Gruppen besitzen, die leicht von Strahlung getroffen werden können.
   • Komplexere Aminosäuren wie Tryptophan oder Tyrosin (mit aromatischen Ringen) sind empfindlicher, da diese Strukturen anfällig für π-Bindungsschädigung und Radikalbildung sind.
2. Schutz durch Umgebung:
   • Eingeschlossene Aminosäuren in Eis oder Tonmineralien können bis zu Millionen Jahre der kosmischen Strahlung widerstehen.
   • Freiliegende Aminosäuren auf der Oberfläche eines Asteroiden oder im Vakuum des Alls würden viel schneller abgebaut (oft in wenigen Jahren bis Jahrhunderten, je nach Dosis).
3. Art der Strahlung:
   • UV-Strahlung (v.a. im Vakuum des Alls) zerstört Aminosäuren relativ schnell.
   • Ionisierende Strahlung (z. B. Protonen, α-Teilchen) kann chemische Bindungen brechen, aber auch neue Moleküle bilden.
   • In Experimenten wie auf der ISS oder in Laborbestrahlungen (z. B. mit 1 MeV Protonen) überlebten viele Aminosäuren zumindest teilweise – Dekayraten sind stark abhängig von Dosis und Matrix.

---

Experimentelle Befunde:​

• Studien wie die EXPOSE-Missionder ESA oder Laborexperimente zeigten:
  • Glycin: moderate Strahlungsbeständigkeit, aber degradiert nach längerer Exposition.
  • Alanine, Valine, Leucin: relativ stabil.
  • Phenylalanin, Tryptophan: stark strahlungsempfindlich.
  • In mineralischen Matrices können Aminosäuren bis zu 10⁶ Jahre überleben – relevant für Asteroiden, Marsboden etc.

---

Halbwertszeiten (grob geschätzt unter kosmischer Strahlung):​

Aminosäure	Halbwertszeit (freiliegend im All)	In Eis/Matrix eingebettet
Glycin	Monate – wenige Jahre	bis zu 10⁶ Jahre
Alanin	Ähnlich wie Glycin	bis zu 10⁶ Jahre
Tryptophan	Tage bis Monate	stark reduziert (10³–10⁴ Jahre)
Phenylalanin	Monate	bis zu 10⁵ Jahre

---

Fazit:​

• Aliphatische Aminosäuren (Glycin, Alanin) sind robuster gegen kosmische Strahlung.
• Aromatische Aminosäuren (Tryptophan, Tyrosin) sind empfindlicher.
• Der Schutz durch Eis, Gestein oder Einschluss in organische Materialien verlängert die Lebensdauer drastisch.
• Die Erkenntnisse stützen die Hypothese, dass Aminosäuren aus dem All (z. B. auf Meteoriten) zur Entstehung des Lebens beigetragen haben könnten.

 

[blue.moon]

Hi Monod, kurz: Aminosäuren in/auf Asteroiden und Kometen können aufgrund einer Kombination von Faktoren, darunter Stoßkompression, wässrige Verarbeitung und das Vorhandensein von Eis, Strahlenbelastungen überstehen wie die 33 Bennu Proben im Labor z.B. zeigen; wässrig, in Eis, Salze, siehe Mutterkörper, alles andere steht im Paper, der Titel deutet es an. Gute Nacht

 

[Monod]

Wie beständig sind die verschiedenen Aminosäuren gegen die kosmische Strahlung?

In der Auflistung kommen die von mir erwähnten basischen Aminosäuren nicht vor. Bei Vorhandensein von Ammoniak als basische Verbindung müssten sich auch basische Aminosäuren finden und nicht nur saure, wie Asparaginsäure und Glutaminsäure. Was Asparagin und Glutamin betrifft, sind sie sogar weniger komplex als diese beiden Säuren, aus denen sie über Amidierung hervorgehen, wenn Ammoniak verfügbar ist. Darum verwundert mich das nun doch etwas.

 

[Monod]

Hi Monod, kurz: Aminosäuren in/auf Asteroiden und Kometen können aufgrund einer Kombination von Faktoren, darunter Stoßkompression, wässrige Verarbeitung und das Vorhandensein von Eis, Strahlenbelastungen überstehen wie die 33 Bennu Proben im Labor z.B. zeigen; wässrig, in Eis, Salze, siehe Mutterkörper, alles andere steht im Paper, der Titel deutet es an. Gute Nacht

Das ist mir bekannt. Trotzdem Danke.

 

[blue.moon]

Sorry, Monod, ein Versehen, danke, ich reagierte kurz auf Bernhards Post. Dabei wunderte ich mich noch aber hej, ich bin halb blind.

 

[Monod]

In der Auflistung kommen die von mir erwähnten basischen Aminosäuren nicht vor. Bei Vorhandensein von Ammoniak als basische Verbindung müssten sich auch basische Aminosäuren finden und nicht nur saure, wie Asparaginsäure und Glutaminsäure. Was Asparagin und Glutamin betrifft, sind sie sogar weniger komplex als diese beiden Säuren, aus denen sie über Amidierung hervorgehen, wenn Ammoniak verfügbar ist. Darum verwundert mich das nun doch etwas.

Ich muss mich hier korrigieren: Asparagin ist enthalten, aber kein Glutamin. Die basischen Aminosäuren, die ich genannt hatte (Arginin, Histidin und Lysin) fehlen dennoch.