Senza l'acqua e le sue singolari caratteristiche chimico-fisiche non sarebbe stato possibile l'evento più straordinario dell'universo: la vita!
La maggior parte delle biomolecole manifestano una spiccata simpatia per l'acqua, si solubilizzano in essa acquisendo, in questa particolare condizione, un grado di mobilità sufficiente ad assicurare il movimento dei percorsi metabolici. Altre biomolecole non hanno affatto simpatia per l'acqua e, per sfuggire all'ambiente acquoso, sono costrette a porsi in stretto contatto reciproco, formando aggregati sopramolecolari.
Alcune forme di vita hanno imparato a utilizzare l'acqua anche come fonte di ossigeno e di idrogeno. Per fare questo occorre prima spezzare i legami che tengono assieme gli atomi costituenti nella molecola, occorre cioè operare una idrolisi. In campo chimico la parola idrolisi assume numerosi significati, ma implica, in ogni caso, la frammentazione della molecola di acqua.
L'esempio più eclatante di frammentazione dell'acqua operata da organismi viventi è sicuramente la fotosintesi. La reazione chimica netta della fotosintesi:
CO2 + H2O → (CH2O) + O2 nasconde sotto la sua semplice scrittura un processo di grande complessità; ci limitiamo a evidenziare le due fasi essenziali costituenti il processo della fotosintesi. Nella prima fase (reazioni alla luce) il protagonista è proprio l'acqua; essa viene convertita in ossigeno ed idrogeno: il primo gas si libera come tale, il secondo opera la riduzione del coenzima NADP+ e la sintesi di ATP.
Nella seconda fase (reazioni al buio) il protagonista è l'anidride carbonica; NADPH e ATP, sintetizzati nella prima fase, realizzano qui la fissazione dell'anidride carbonica sotto forma di carboidrati.
Purtroppo conosco il metabolismo specifico solo di alcuni batteri, quelli promotori dei più importanti processi fermentativi; nel loro metabolismo stento a riconoscere tappe idrolitiche del tipo in oggetto; però non mi stupirei più di tanto se venissi a scoprire nella letteratura microbiologica l'esistenza di strategie metaboliche che contemplano la frammentazione di molecole di acqua.
Gianfranco Liut
Dipartimento di Biochimica, Biofisica e Chimica delle Macromolecole, Università di Trieste