化学家在地球上的起源中发现潜在的“缺失链接”

Scripps Research Institute（Tsri）的研究人员团队已经发现了一种化合物，可能是地球生命的起源的关键因素。该研究今天在自然化学中报告，是世界各地科学家寻找史诗般的历史悠久的历史，从生物学化学到基于细胞的生物化学的史诗般的生物化学。

生命的起源研究人员已经假设称为磷酸化的化学反应可能对早期生命形式的三个关键成分组装至关重要：核苷酸短链，储存遗传信息，氨基酸短链（肽）进行细胞的主要工作，以及形成封装结构的脂质，例如细胞壁。然而，没有人发现磷酸化剂，其在早期地球上具有可怜的存在，并且可以在相同的现实条件下并排产生这三类分子。

Tsri化学家现在已经鉴定了这样的化合物：二酰胺磷酸盐（DAP）。

“我们建议一种磷酸化化学，可以在同一个地方升高到寡核苷酸，寡肽，寡肽，寡肽和细胞状结构，”学习高级作者斋月，博士，博士，化学副教授在泰里。“反过来，又允许其他化学物质以前是不可能的，可能导致第一个简单的基于细胞的生活实体。”

三类前消费物分子的磷酸化产生相应的高阶结构，寡核苷酸，肽和囊泡。（Krishnamurthy Lab）

其他研究人员已经描述了可能使得在早期地球上的预生物分子磷酸化的化学反应。但这些情景涉及不同类型分子的不同磷酸化剂，以及不同且通常不常见的反应环境。

“很难想象这些非常不同的过程如何在同一个地方合并以产生第一个原始生活形式，”克里希克赛斯说。

他和他的团队，包括CO-First作者ClémentineGibard，Ph.D.，Subendu Bhowmik，Ph.D.和Megha Karki，Ph.D.是Tsri的所有博士后研究伙伴，首先表明了DAP可以磷酸化在各种温度和其他条件下，水或糊状状态下的四个核苷或糊状状态。

随着催化剂咪唑的加入，一种单纯的有机化合物，本身在早期的地球上呈现，DAP的活性也导致了这些磷酸化结构块的短，RNA样链的外观。

此外，用水和咪唑的DAP有效地磷酸化脂质建筑物甘油和脂肪酸，导致小磷脂胶囊的自组装称为囊泡 - 原始版本的细胞。

在室温下的水在水中也磷酸化了氨基酸甘氨酸，天冬氨酸和谷氨酸，然后帮助将这些分子连接到短肽链中（肽是较小的蛋白质的蛋白质）。

“随着DAP和水和这些温和的条件，您可以获得这三个重要的课程预生物分子来聚集在一起并改造，为他们共同互动的机会，”Krishnamurthy说。

Krishnamurthy及其同事们以前表明，DAP可以有效地磷酸化各种简单的糖，从而有助于构建含磷的碳水化合物，这些碳水化合物将参与早期生命形式。他们的新工作表明，DAP可能在生命的起源中具有更大的核心作用。

“它让我想起了灰姑娘在灰姑娘中挥手，挥动魔杖和'噗，''poof''poof，'一切都简单地转化为更复杂和有趣的东西，”克里希克赛斯说。

DAP在地球上启动的踢球生命的重要性可能很难在事实之后证明数十亿年。然而，Krishnamurthy注意到分子化学的关键方面仍然存在于现代生物学中。

“通过相同的磷氮粘合破裂和与蛋白质激酶相同的条件下磷酸化，这在当前的寿命形式中普遍存在，”他说。“DAP的磷酸化化学也非常类似于每种细胞的代谢周期内心的反应中所见。”

Krishnamurthy现在计划遵循这些领导者，他还与早期地球造物主义者合作，以试图识别在生命前的行星上的潜在的DAP或类似磷氮化合物的潜在来源。

“早期地球上可能存在矿物质，在正确的条件下释放这种磷氮化合物，”他说。“天文学家已经发现了含有间隙空间的气体和灰尘中的磷 - 氮化合物的证据，因此这种化合物存在于早期地球上并在生命中复杂分子的出现中发挥作用。”

本文的另一个共同作者，“在潜在的益生菌条件下的水中磷酸化，低聚和自我组装，”综指综指。

Simons Foundation（授予327124）和NASA提供了对该研究的支持（Grant NNX14AP59G）。

出版物：ClémentineGibard等，“在潜在的益生元条件下，”水中磷酸化，低聚和自组装，“自然化学，2017年; DOI：10.1038 / nchem.2878