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化学家发现了地球上早期生命的合理配方
作者:日照科普网  点击次数:922  发布时间:2018-01-09 10:04:22

化学家发现了地球上早期生命的合理配方

 

  化学家发现了地球上早期生命的合理配方。

  地球上的生命是如何开始的?

  斯克里普斯研究所(TSRI)的化学家们已经为地球上的生命起源提出了一个有趣的新理论。

  他们的实验表明,如今支持生命的关键化学反应,可能是在40亿年前可能存在于地球上的成分中进行的。“这对我们来说是一个黑盒子,”TSRI化学副教授、新研究的资深作者Ramanarayanan Krishnamurthy说。“但如果你专注于化学,生命起源的问题就会变得不那么可怕了。”

  在新的研究中,克里希那慕尔和他的合著者,他们都是国家科学基金会/国家航空和空间管理中心化学进化的成员,关注一系列化学反应,这些化学反应构成了研究人员所说的柠檬酸循环。

  每一个好氧生物,从火烈鸟到真菌,都依赖柠檬酸循环来释放储存在细胞中的能量。在之前的研究中,研究人员设想,在早期生活中,使用相同的分子作为柠檬酸循环,就像今天的生活一样。这种方法的问题是,Krishnamurthy解释说,这些生物分子是脆弱的,在地球的头10亿年里,循环中使用的化学反应是不存在的——这些成分根本就不存在。

  这项新研究的领导者首先从化学反应开始。他们写了这个食谱,然后确定了在早期地球上存在的分子可以作为原料。

  这项新的研究概述了两个非生物周期——称为HKG循环和丙二酸循环——可能是一起来启动一个原始版本的柠檬酸循环。这两个循环使用的反应与柠檬酸循环中的a-酮酸和b-酮酸的基本化学反应相同。这些共享的反应包括aldol添加物,它将新的源分子带入循环,以及beta和氧化脱羧,它们释放分子作为二氧化碳(CO2)。

  当他们进行这些反应时,研究人员发现他们可以产生除二氧化碳之外的氨基酸,这也是柠檬酸循环的最终产物。研究人员认为,随着酶等生物分子的出现,它们可能会在这些基本反应中取代非生物分子,从而使它们更加精细和高效。

  “随着时间的推移,化学物质可能会保持不变,只是分子的性质发生了变化,”Krishnamurthy说。“随着时间的推移,分子的进化会变得更加复杂,这取决于生物学的需要。”

  “现代新陈代谢有一个前体,一个模板,它是非生物的,”Greg Springsteen博士补充道,他是新研究的第一作者,也是Furman大学的化学副教授。

  使这些反应更加可信的是,在这些反应的中心是一种叫做乙醛酸的分子,研究表明它可以在早期的地球上出现,并且是今天的柠檬酸循环的一部分(被称为“乙醛酸循环或循环”)。

  Krishnamurthy说,还需要做更多的研究,看看这些化学反应如何能像今天的柠檬酸循环那样可持续。


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