コアセルベートは、溶液中のタンパク質、炭水化物および他の材料の組織的なグループです。コアセルベートという用語はラテン語のコアセルベールに由来し、「クラスター」を意味します。これらの分子グループには、細胞のいくつかの特性があります。このため、ロシアの科学者Aleksander Oparinは、コアセルベートがこれらを引き起こしたと示唆しました。
オパリンは、原始的な海では、ゆるい有機分子のグループから、これらの構造の形成のための適切な条件がおそらく存在すると提案しました。つまり、基本的にコアセルベートは前細胞モデルと見なされます。
コアセルベート
これらのコアセルベートは、他の分子を吸収し、細胞と同様に、より複雑な内部構造を成長および発達させる能力を持っています。その後、科学者のミラーとユーリーの実験により、原始地球の状態とコアセルベートの形成を再現することができました。
特徴
-それらは、異なる分子（分子群）をグループ化することによって生成されます。
-それらは組織化された高分子システムです。
-彼らは彼らがいるソリューションから自己分離する能力を持っているので、孤立した滴を形成します。
-内部の有機化合物を吸収できます。
-彼らは自分の体重と体積を増やすことができます。
-内部の複雑さを増すことができます。
・絶縁層があり、自己保存が可能です。
生命の起源との関係
1920年代に、生化学者のアレクサンダーオパリンとイギリスの科学者JBSハルデンは、地球上の生命の起源に必要な条件について同様のアイデアを独自に確立しました。
彼らは両方とも、有機分子が紫外線などの外部エネルギー源の存在下で非生物起源物質から形成できることを示唆した。
彼のもう1つの提案は、原始的な雰囲気には還元性があるというものでした。遊離酸素の量はごくわずかです。さらに、彼らはそれが他のガスの中でアンモニアと水蒸気を含んでいることを示唆しました。
彼らは、生命の最初の形態が海に暖かく原始的に現れ、独立栄養性（日光から食物と栄養素を生成する）ではなく従属栄養性（初期地球に存在する化合物からあらかじめ形成された栄養素を得た）であると考えました。または無機材料）。
オパリンは、コアセルベートの形成が他のより複雑な球状凝集体の形成を促進し、それらが静電力によってそれらを一緒に保持することを可能にする脂質分子に関連し、それらが細胞の前駆体であった可能性があると信じた。
酵素の作用
オパリンのコアセルベートの作用により、代謝の生化学反応に不可欠な酵素は、水溶液中で遊離している場合よりも、膜結合球内に含まれている場合の方がよりよく機能することが確認されました。
オパリンのコアセルベートに慣れていないハルデンは、単純な有機分子が最初に形成され、紫外光の存在下でそれらがますます複雑になり、最初の細胞を生み出したと信じていました。
HaldaneとOparinのアイデアは、ここ数十年の間に行われた生命のない物質からの生命の起源である生物発生に関する研究の多くの基礎を形成しました。
コアセルベートの理論
コアセルベート理論は、生化学者のアレクサンダーオパリンによって表現された理論であり、コアセルベートと呼ばれる混合コロイド単位の形成が生命の起源の前にあったことを示唆しています。
コアセルベートは、タンパク質と炭水化物のさまざまな組み合わせを水に加えると形成されます。タンパク質はそれらの周りに水の境界層を形成し、それはそれらが懸濁されている水から明確に分離されています。
これらのコアセルベートは、特定の条件下でコアセルベートが代謝またはエネルギーを生成するシステムを与えられた場合、水中で数週間安定することができることを発見したオパリンによって研究されました。
酵素とグルコース
これを達成するために、オパリンは酵素とグルコース（糖）を水に加えました。コアセルベートは酵素とグルコースを吸収し、次に酵素がコアセルベートにグルコースをコアセルベート内の他の炭水化物と結合させました。
これにより、コアセルベートのサイズが大きくなりました。グルコース反応の廃棄物はコアセルベートから排出された。
コアセルベートが十分に大きくなると、自然に小さなコアセルベートに分解し始めました。コアセルベートに由来する構造が酵素を受け取ったり、独自の酵素を作成したりできる場合、それらは成長と発展を続けることができます。
その後、アメリカの生化学者であるスタンリーミラーとハロルドウレイによるその後の研究により、そのような有機材料は、初期の地球をシミュレートする条件下で無機物質から形成できることが示されました。
彼らは重要な実験により、アミノ酸（タンパク質の基本要素）の合成を実証し、閉じたシステムで単純なガスの混合物にスパークを通過させることができました。
用途
現在、コアセルベートは化学業界にとって非常に重要なツールです。多くの化学手順で化合物分析が必要です。これは必ずしも簡単ではないステップであり、非常に重要です。
このため、研究者は常にサンプルの準備におけるこの重要なステップを改善するための新しいアイデアを開発するために取り組んでいます。これらの目的は、分析手順を実行する前に、常にサンプルの品質を向上させることです。
現在、サンプルの予備濃縮に使用されている手法は多数ありますが、それぞれの手法には、多数の利点に加えて、いくつかの制限があります。これらの欠点は、既存の方法よりも効果的な新しい抽出技術の継続的な開発を促進します。
これらの調査は、規制や環境への懸念によっても推進されています。文献は、いわゆる「グリーン抽出技術」が現代のサンプル調製技術において極めて重要な役割を果たすと結論付ける基礎を提供します。
「グリーン」テクニック
抽出プロセスの「環境に優しい」特性は、有機溶剤などの化学物質の消費を削減することで実現できます。有機溶剤は毒性があり、環境に有害であるためです。
サンプル調製に日常的に使用される手順は、環境に優しく、実装が簡単で、安価で、プロセス全体を実行する期間が短い必要があります。
コアセルベートは引張活性剤が豊富なコロイドであり、抽出媒体としても機能するため、サンプルの準備でコアセルベートを適用することにより、これらの要件が満たされます。
したがって、コアセルベートは、有機化合物、金属イオン、ナノ粒子をさまざまなサンプルに濃縮できるため、サンプル調製の有望な代替手段です。
参考文献
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