カルボニル硫化物によって媒介される水中のリン酸アンヒドリドの形成は,アミノ酸に依存する
Luke J Leman1, Leslie E Orgel, M Reza Ghadiri
1Department of Chemistry and The Skaggs Institute for Chemical Biology, The Scripps Research Institute, 10550 North Torrey Pines Road, La Jolla, CA 92037, USA.
カルボニル硫化物 (COS) は,リン酸塩化学を効率的に活性化し,生命の起源に不可欠な高エネルギー分子を形成します. これは,初期の地球でのリン酸活性化とペプチド形成の間の共有された中間物質を示唆しています.
科学分野:
- プリバイオティクスの化学と生命の起源の研究.
- 天体生物学は,火山や星間分子が果たす役割に焦点を当てている.
背景:
- カルボニル硫化物 (COS) は,火山の放射や星間雲に含まれる分子です.
- リン酸化学は,ATPや核酸のような生物学的分子にとって極めて重要です.
- 生命の起源を説明する鍵となるのは,前生物学的化学経路を理解することです.
研究 の 目的:
- プリバイオティック・リン酸塩化学における凝縮剤としてのカルボニル硫化物 (COS) の役割を調査する.
- アミノ酸とCOSの存在下での高エネルギーリン酸化合物の形成を調査する.
- これらの反応が生命の起源に貢献する可能性を評価する.
主な方法:
- 実験は,アミノ酸,COS,およびリン酸分子を含む水溶液で実施されました.
- アミノアシルフォスファートアンヒドリドとアミノアシルアデニラートの形成を分析した.
- Ca2+とCa2+なしの混合アンヒドリドとピロホスファートのリン酸化能力が測定されました.
主要な成果:
- 高エネルギーアミノアシルフォスファートアンヒドリドとアミノアシルアデニラートがCOS.を使用して成功裏に生成されました.
- アミノ酸と無機リン酸の混合アンヒドリドは,リン酸化剤として作用した.
- パイロフォスファートは,Ca2+の沈殿物の存在で30%を超える収穫量で生産されました.
結論:
- カルボニル硫化物 (COS) は,プレバイオティクスのリン酸化学における効果的な凝縮剤である.
- 観察されたアミノ酸に依存したリン酸活性化はペプチド生成に並行し,一般的なプレバイオティクスの中間物質を示唆しています.
- これらの発見は,初期の地球における不可欠なバイオ分子起源の潜在的な経路についての洞察を提供します.
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