Somogyi Múzeumok Közleményei 13. (1998)

Csapó János-Csapó Kiss Zsuzsanna-Nyberg J. Csapó János Jr. Varga Visi É.: Hogyan, mire és milyen korlátokkal lehet használni az aminosavakat és az aminosavak raciminációját fosszilis anyagok korának meghatározása az archeometriában?

Hogyan, mire és milyen korlátokkai lehet használni az aminosavakat és az aminosavak racemizációját fosszilis anyagok korának meghatározására az archeometriában? CSAPÓ J. - CSAPÓ KISS ZS. - NYBERG J. -.CSAPÓ J JR. - VARGA VISI É. 1. Bevezetés A pontos kormeghatározás rendkívül fontos a régész számára, mert egyrészt lehetővé teszi a vizsgált időszak objektív meghatározását, mely egy adott környezetben bizonyos kulturális vagy technológiai szint eléréséhez szükséges, másrészt a pontos kormeghatározás nélkülözhetetlen ahhoz, hogy megértsük miként terjedtek szét az ismeretek a Földön, vagy kijelenthessük, hogy az ismeretek a különböző területeken egymásra épülve, egymás kölcsönhatásában vagy egymástól függetlenül alakultak ki. A legkorábbi időpont, melyet történeti kormeghatározással pontosan be tudunk azonosítani, i.e. 3100, az egyiptomi első dinasztia uralma, melyre egy keltezhető csillagászati esemény alapján tudtak következtetni, amit több mint egy évezreddel később jegyeztek fel. Az időszámításunk előtti harmadik évezredet megelőző korokra vonatkozóan a régészet csaknem kizárólag a radiokarbon kormeghatározásra van utalva; ezzel az eljárással a keltezhetőség határát mintegy 50.000 évre sikerült kitolni. A módszer csak széntartalmú anyagok esetében alkalmazható, és nem alkalmazható 50.000 évnél idősebb minták esetében sem, illetve kis széntartalmú anyagokból (agancs, csont, kagylóhéj) igen nagytömegű minta szükséges a módszerhez, amit a régész a legtöbb esetben nem engedhet meg magának. Míg az előbbi anyagokból kb. 1 kg anyag szükséges a radiokarbon kormeghatározáshoz, addig az aminosav racemizáción alapuló kormeghatározás 1-2 gramm jól konzerválódott, vagy fiatalabb minták esetében 100500 milligramm fehérjetartalmú anyagból is elvégezhető. Ez utóbbi módszer igen nagy előnye még az is, hogy a kormeghatározás idejét fél millió évig is ki lehet tolni, tehát ez a módszer még ott is használható, ahol a radiokarbon kormeghatározás már szóba sem jöhet. Fentiek miatt régész kollégáink ösztönzésére az izoleucin epimerízációját és a többi fehérjealkotó aminosav racemizációját felhasználva módszert dolgoztunk ki fossziliák korának meghatározására. Az általunk kidolgozott, munkahelyünk adottságaihoz alkalmazott, aminosav racemizáción, illetve epimerizáción alapuló kormeghatározási módszer egy olyan vizsgálat, melyet hazánkban - tudomásunk szerint - még senki sem alkalmazott, a fehérjealkotó aminosavak többségét pedig mi használtuk fel elsőként a világon - csoportosan - kormeghatározásra. Segítségével adatokat kaphatunk régen élt emberek és állatok csontjai koráról, segítve ezzel a régész munkáját. A D-allo-izoleucin és a "lassú" racemizációs idejű aminosavakkal a 100.000-500.000 év közti fehérjetartalmú régészeti leletek, a "lassú" és "közepes" racemizációs idejű aminosavak segítségével pedig az 5.000-100.000 év közötti csontleletek korát tudtuk az analitikai módszer hibahatárának figyelembe vételével (D-allo-izoleucin esetében 3 %, a többi aminosav esetében 5-10 %) meghatározni. A D- és az L-aminosavak szétválasztására és meghatározására a nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiát, a királis szilikagélen történő elválasztást és denzitometriás meghatározást és egy általunk kidolgozott, a diasztereomer dipeptidek szétválasztásán alapuló ioncserés oszlopkromatográfiás módszert használtuk fel. Az 500-5.000 év közötti csontminták korának meghatározására a zsírsavak gázkromatográfiás elemzésével, a kéntartalmú aminosavak oxidációjával és a tirozin bomlásának nyomonkövetésével próbálkoztunk. Ez utóbbi próbálkozásunk oda vezetett, hogy módszert dolgoztunk ki a nagy cisztintartalmú gyapjúból készült szőnyegek, ruhák és díszítések korának becslésére. 2. Az aminosav racemizáció vizsgálatának kezdetei 1860-ban PASTEUR optikai aktivitást mutató aszparagint vizsgált bükkönyből. További munkássága alapján megállapította, hogy a növényi és állati életben legfontosabb szerepet játszó vegyületek legtöbbje aszimmetrikus és csak az aszimmetrikus vegyületek rendelkeznek optikai aktivitással. TERENTEV ÉS KLABUNOVSZKII (1957) leszögezték, hogy az élet nem lehet és soha nem is lehetett molekuláris diszimmetria nélkül. Bizonyosan létezik kapcsolat az optikai aktivitás és az élet között, hisz minden fehérje kizárólag L-enantiomer aminosavakból épül fel, míg a természetes cukrok konfigurációja D. Az élet keletkezését szimuláló különböző kísérletekben a primitív redukáló atmoszférát utánozva több aminosavat sikerült szintetizálni, ezek az aminosavak azonban racémek voltak, ezekben a kísérletekben egyik enantiomer sem került előnybe a másikkal szemben (STEPHENSHERWOOD és ORÓ, 1973). 1908-ban VANT HOFF, majd 1934-ben KARAGUNIS és DRIKOS képesek voltak optikailag aktív vegyületeket szintetizálni körkörösen polarizált fény segítségével. E kísérleteknek szépséghibája azonban az, hogy a polarizált fény csak igen szélsőséges esetekben fordul elő a természetben, így például ß-bomlas során kibocsájtott y-sugárzás hatására (GOLDHABER és mtsai, 1957). Többen beszámoltak a D- illetve L-aminosavak kedvezményezett szintéziséről vagy bomlásáról ß-reszecskekkel, illetve polarizált elektronokkal történő bombázás során.