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世界上最神奇的化學反應

圖文更新时间:2024-07-21 05:14:52

科技日報記者劉霞

生命如何起源的？是盤旋在無數人心目中的“天問”！美國科學家在28日出版的《自然·化學》雜志上刊文稱，他們發現了一組新化學反應：被認為在早期地球上很常見的氰化物、氨和二氧化碳發生反應生成蛋白質和DNA的基本組成部分氨基酸和核酸。這些反應不僅為生命起源提供了新見解，也能用于某些制造過程，如利用廉價的原始材料生成特定的生物分子等。

世界上最神奇的化學反應（新發現的化學反應）1

圖片來源：物理學家組織網

40億年前，地球上沒有生命，被浩瀚的海洋覆蓋。數百萬年後，在這份“原始湯”中，生命出現了。生命如何出現一直是未解之謎。最新論文主要作者、斯克裡普斯研究所化學副教授拉馬納拉亞南·克裡希納穆提博士說：“我們提出了一種新範式來解釋這種轉變，我們認為這種化學反應在早期地球上可能發生。”

今年早些時候，克裡希納穆提團隊展示了氰化物如何将生命起源前的分子和水轉化為生命所需的基本有機化合物。與此前提出的反應不同，該反應在室溫和較寬泛的酸堿值範圍内即可進行。

在現今的細胞中，氨基酸由名為α-酮酸的前體使用氮和特殊蛋白質（酶）生成。有證據表明，α-酮酸在地球早期可能就已存在。但許多人假設，在細胞生命出現前，氨基酸由完全不同的前體醛而非α-酮酸生成，因為那時轉化所需的酶尚不存在。

成功利用氰化物驅動其他化學反應後，克裡希納穆提團隊提出新假設：即使沒有酶，氰化物也可能有助于将α-酮酸轉化為氨基酸，他們在反應中加入氨——一種在早期地球上存在的氮以及二氧化碳。材料備齊後，他們很快看到氨基酸形成。

研究人員表示，由于新反應與今天細胞内發生的反應相對類似。除了由氰化物而非蛋白質驅動，因此它似乎更可能是早期生命的來源。此外，反應副産物是乳清酸鹽，它是構成DNA和RNA的核苷酸的前體。這表明，同樣的“原始湯”在适當條件下，可能會産生大量生命關鍵元素所需的分子。

研究人員表示，新發現的化學反應在某些制造過程中也很有用，如利用廉價的原始材料生成特定的生物分子等，接下來他們将繼續探索這種混合物會産生何種化學反應。

編輯：劉義陽

審核：嶽靓

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