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摘要:化学家的一个子集致力于探索导致生命起源的早期化学和环境条件。引发磷酸化的酶称为激酶。Krishnamurthy正在与地球化学家合作,以确定遥远地质过去DAP的潜在来源。有一点很清楚,没有DAP或类似的东西,地球可能仍然是一个没有生命的泥坑。
40亿年前,地球被一个充满原始分子、气体和矿物的含水污泥所覆盖,生物学家认为没有什么东西是活着的。然后不知怎的,从益生元炖菜中,出现了第一个关键的组成部分-蛋白质、糖、氨基酸,细胞壁-在接下来的10亿年里结合在一起形成地球上的第一个生命点。
化学家的一个子集致力于探索导致生命起源的早期化学和环境条件。从地质记录中找不到线索,他们合成了可能存在于数十亿年前的简单分子,并检验这些古老的酶是否具有将益生元原料转化为生命物质的能力。“KDSPE”“KDSPs”一组来自斯克里普斯研究所的化学家11月6日在《自然化学》杂志上报道,他们发现了一个单一的,一种原始的酶,可以与早期的地球催化剂反应,产生生命的一些关键前体:为细胞提供能量的短链氨基酸,形成细胞壁的脂质,以及储存遗传信息的核苷酸链。
Ramanarayanan Krishnamurthy是斯克里普斯大学的化学副教授,也是生命起源论文的主要作者。多年来,他的实验室一直在试验一种叫做磷酸二胺(DAP)的合成酶,这种酶被证明可以驱动一种叫做磷酸化的关键化学过程。如果没有磷酸化——这仅仅是向另一个分子添加磷酸盐分子的过程——生命就不存在了。“KDSPE”“KDSPs”“如果你看看现在的生活,以及它大概是在至少三十亿年前,它是基于大量磷酸化化学的,”Krishnamurthy告诉导引头。你的RNA,DNA和很多生物分子都磷酸化了。糖、氨基酸和蛋白质也是如此。
引发磷酸化的酶称为激酶。他们利用磷酸化来发送信号,指示细胞分裂,制造更多的蛋白质,告诉DNA链分离,或RNA形成。克里希那穆提相信,DAP可能是最早得到磷酸化球滚动的原始激酶之一。
为了验证他的理论,克里希那穆提和他的同事在实验室里模拟了早期的地球状况,使用水基和设置在不同pH值的泥状糊状物。他们将磷酸二铵与不同浓度的镁、锌和一种叫做咪唑的化合物结合起来作为催化剂来加速反应,这种反应仍然需要数周甚至数月才能完成。
使磷酸二铵通过测试,它必须成功地触发磷酸化事件,从而在类似条件下产生简单的核苷酸、肽和细胞壁结构。过去的生命酶起源候选只能在不同的化学和环境条件下磷酸化某些结构。DAP,Krishnamurthy发现,可以做到这一切,磷酸化四个核苷构建块RNA,然后短的RNA样链,然后脂肪酸,脂类和肽链。“KdSPE”“KDSPs”这是否意味着DAP是将随机物质转化为生命的精灵尘埃?不完全是,克里希那默西说。
“我们能做的最好的事情就是证明,在适当的条件下,简单的化学物质可以产生进一步的化学反应,从而导致类似生命的行为。我们不能声称这是生命在早期地球上形成的方式。“KDSPE”“KDSPS”相关:地球上的生命可能始于宇宙飞溅“KdSPE”“KDSPs”一方面,Krishnamurthy没有证据证明DAP甚至存在于四十亿年前。他在实验室合成了这种分子,以此来解决在潮湿的早期地球环境中磷酸化的基本挑战之一。为了使大多数磷酸化反应起作用,它们需要在反应过程中除去一个水分子。
“当你正在进行磷酸化反应时,如何除去分子中的水?”被一滩水腐蚀了?”克里希那默西问道这在热力学上是一项艰巨的任务。
DAP通过去除氨分子而不是水来解决这个问题。
Krishnamurthy正在与地球化学家合作,以确定遥远地质过去DAP的潜在来源。富含磷酸盐的熔岩流可能与空气中的氨反应生成磷酸二铵,也可能从含磷矿物中浸出。或者它甚至可能是在遥远的恒星锻造的陨石背面到达的。
有一点很清楚,没有DAP或类似的东西,地球可能仍然是一个没有生命的泥坑。
最初发表在《探索者》杂志上。
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