CATALISIS 10 (2021) 24-50.

Formación de α-aminoácidos en análogos de hielo interestelar. Aportes de la astroquímica computacional

 

Formation of α-amino acids in interstellar ice analogs. Contributions of computational astrochemistry

 

Yeljair Monascal*, Wilfred Espinosa Manrique, Valentín Villarreal, Claudia Chacón Gil, Larisa L. B. Bracco y María Paula Badenes*

Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, CCT La Plata-CONICET, Casilla de Correo 16, Sucursal 4, (1900) La Plata, Argentina. E-mail: yemonascal@inifta.unlp.edu.ar; mbadenes@inifta.unlp.edu.ar, Ambos autores contribuyeron en igual medida.

 

Recibido 02/11/2021

Aceptado para publicación 27/11/2021

 

Resumen

Se conoce que el medio interestelar (ISM) contiene numerosas especies moleculares, varias de ellas de relevancia prebiótica. En este artículo, se revisan los aportes de la astroquímica computacional respecto de las posibles rutas de síntesis de aminoácidos y/o sus precursores en el ISM. En particular, se destaca el rol del agua como catalizador de los procesos de formación de glicina, alanina, serina y algunos aminoácidos ramificados. Adicionalmente, se incluye un análisis teórico del paso de deshidratación de α-aminoetanol en la ruta de Strecker que genera α-alanina. Se encontró que la reacción presenta una barrera de energía elevada, incluso en presencia de moléculas de agua.

Palabras clave: astroquímica, cálculos químico-cuánticos, α-aminoácidos, mantos de hielo interestelar, nubes moleculares

Abstract

It is known that the interstellar medium (ISM) contains numerous molecular species, several of them of prebiotic relevance. In this article, the contributions of computational astrochemistry regarding the possible routes of synthesis of amino acids and/or their precursors in the ISM are reviewed. In particular, the role of water as a catalyst in the formation processes of glycine, alanine, serine and some branched amino acids is emphasized. Additionally, a theoretical analysis of the α-aminoethanol dehydration step in the Strecker synthesis of α-alanine is included. A high energy barrier was found for the reaction, even in the presence of water molecules.

Keywords: astrochemistry, quantum-chemical calculations, α-amino acids, interstellar ice mantles, molecular clouds

Highlights

1.          Se plantean posibles rutas de síntesis de aminoácidos y/o sus precursores en el medio interestelar.

2.          La astroquímica computacional permite evaluar la reactividad de especies químicas en el espacio.

3.          Las moléculas de agua presentes en los mantos de hielo interestelar exhiben un efecto catalítico.

4.          La deshidratación de α-aminoetanol presenta una barrera de reacción alta aún en presencia de agua.

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