|
一些化学家把他们的整个生涯都花在了苦苦思索到底是怎样的化学和环境条件孕育了原始生命。由于从地质记录能得出线索不足，他们合成了数十亿年前可能存在的简单分子，并测试这些古老的酶是否有能力将生命诞生之前的原材料的原料转化为生命体。 斯克里普斯研究所的一组研究这个问题的化学家在11月6日的《自然》杂志上报道说,他们发现了一个原始的酶,这种酶可以与早期地球上的催化剂反应产生一些促成生命的关键因子:驱动细胞的短链氨基酸,形成细胞壁的脂质,储存遗传信息核苷酸链。 Ramanarayanan Krishnamurthy是斯普斯大学的化学副教授，也是有关生命起源论文的主要作者。多年来，他们的实验室一直在测试一种叫做二酰胺磷酸盐(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。没有磷酸化作用这个过程——这仅仅是将磷酸盐分子添加到另一个分子的过程——生命就不存在了。 二酰胺磷酸盐的化学式 Krishnamurthy对研究者说:“如果你看看今天的生命与它们至少30亿年前的大概的样子，它们大部分基于大量的磷酸化作用。你的RNA、DNA和许多生物分子都被磷酸化了。糖、氨基酸和蛋白质也是如此。” 引发磷酸化作用的酶被称为激酶。他们用磷酸化来传递信号，指示细胞分裂，制造更多的一种蛋白质，让DNA链分离，或者RNA形成。Krishnamurthy相信，DAP可能是第一个驱动磷酸化的原始激酶之一。 为了验证他的理论，Krishnamurthy和他的同事们在实验室里模拟了早期的地球环境，使用了一个水基和一个泥糊培养基，调整到不同pH值。他们将DAP与不同浓度的镁、锌和一种叫咪唑的充当催化剂来加速反应的化合物结合在一起，，这些反应需要数周甚至数月才能完成。 为了使DAP通过测试，它必须成功地触发磷酸化反应，从而在类似的条件下产生简单的核苷酸、多肽和细胞壁结构。过去的生命起源酶只能在不同的化学和环境条件下对某些结构进行磷酸化。Krishnamurthy发现，DAP可以在相同环境下完成所有的任务，使组成RNA的四个核苷磷酸化，然后做短的RNA链，之后合成脂肪酸、脂质和肽链。 这是否意味着DAP是将物质随机转化为生命的小精灵?“不,不完全是。” Krishnamurthy说道。 “我们能做到的最好的事情就是试着证明，在适当的条件下，简单的化学物质能够产生进一步的化学反应，从而赋予它们接近生命的行为。但我们不能断言这就是生命在早期地球上形成的方式。” 首先，Krishnamurthy没有证据表明，DAP在40亿年前就已经存在了。他在他的实验室合成了这个分子，以解决在早期潮湿的地球环境中磷酸化这一基本挑战。对于大多数的磷酸化反应，他们需要在这个过程中移除一个水分子。 Krishnamurthy 问道：“当你被一池水包围时，你如何从一个分子中将水除去？这是一项艰巨的任务。” DAP通过移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，寻找在遥远的地质历史中潜藏的DAP的来源。富含磷的熔岩可能与空气中的氨反应生成DAP，它也可能是由含有磷酸盐的矿物而产生的。或更甚，可能是由一颗遥远的恒星所“锻造”的陨石带来的。 有一件事情是很明确的：如果没有DAP或类似的物质，地球可能现在仍然是一个毫无生气的泥沼。 |
|
|
来自： alayavijnana > 《科技未来》
