揭示了生命起源前糖的合成

2025-11-24 12:30:11 分類：綜合 閱讀(98)

一項新的研究提供了關于原始生物化學的線索，并使我們更接近理解生命的生命起源。鳴謝:uux.cn/美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心概念圖像實驗室
（神秘的起源前糖V型《749-3814》大連甘井子區外圍女服務提供外圍女小姐上門服務快速安排人到付款地球uux.cn）據東京工業大學：戊糖是現代生命形式新陳代謝中必不可少的碳水化合物，但在地球早期它們的揭示可用性還不清楚，因為這些分子不穩定。生命
日本東京工業大學地球生命科學研究所(ELSI)領導的起源前糖一項新研究發表在《JACS·奧》雜志上，揭示了一種與早期地球條件兼容的揭示化學途徑，通過這種途徑，生命C6醛糖酸鹽可以在不需要酶的起源前糖情況下充當戊糖的來源。他們的揭示V型《749-3814》大連甘井子區外圍女服務提供外圍女小姐上門服務快速安排人到付款發現提供了關于原始生物化學的線索，并使我們更接近理解生命的生命起源。
地球上生命從簡單的起源前糖化學物質中誕生是生物化學中最激動人心也是最具挑戰性的話題之一，或許也是揭示所有科學中最具挑戰性的話題。現代生命形式可以通過復雜的生命化學網絡將營養物質轉化為各種化合物；更重要的是，它們可以使用酶催化非常特定的起源前糖轉化，實現對產生什么分子的非常精細的控制。
然而，在生命出現并變得更加復雜之前，酶并不存在。因此，很可能在地球歷史的早期就存在各種非酶化學網絡，它們可以將環境養分轉化為支持原始細胞樣功能的化合物。
戊糖的合成是上述情況的一個突出例子。這些單糖只含有五個碳原子，是RNA和其他分子的基本組成部分，正如我們所知，這些分子對生命至關重要。科學家們已經提出并研究了在生命起源之前產生戊糖的各種方式，但目前的理論提出了一個問題:如果這些化合物的壽命極短，戊糖如何能夠積累足夠的數量來參與生命前的反應？
為了解決這個問題，由來自ELSI的科學家秦瑞·易領導的研究小組進行了一項研究，以尋找早期地球上戊糖起源和持續供應的另一種解釋。他們探索了一種無酶的化學網絡，其中C6醛糖酸鹽是一種穩定的六碳碳水化合物，從各種益生元糖源中積累，然后轉化回戊糖。
提出的化學途徑始于葡萄糖酸鹽，一種穩定的C6醛糖酸鹽，可能在早期地球上通過已知的堿性糖的前生物轉化而容易獲得。下一步是C6羥醛酸鹽非選擇性氧化成糖醛酸鹽；這里，術語“非選擇性”是指氧化過程不區分醛糖結構中的各種碳原子，留下五種可能的氧化結果。
通過實驗和理論分析，研究人員深入研究了各種氧化產物，以找出反應網絡的細節。

(a)提出的原代謝戊糖途徑導致醛糖酸積累，隨后非選擇性氧化成糖醛酸、羰基遷移和β-脫羧。(b)為進行比較，顯示了戊糖磷酸途徑的最初幾個步驟。鳴謝:uux.cn/易等2023
有趣的是，他們發現無論氧化發生在哪里，生成的糖醛酸化合物總是能夠經歷被稱為“羰基遷移”的分子內轉化，直到形成特定的化合物3-氧代-糖醛酸。一旦達到這種狀態，在H2O2和含鐵催化劑的存在下，3-氧代-糖醛酸很容易通過β-脫羧轉化為戊糖，這兩種物質都與早期地球的條件相容。
在建立并測試了這個復雜反應網絡的整體后，研究人員注意到了與現代生化途徑的重要相似之處。
“我們證明了五碳糖的非酶合成途徑，它依賴于化學轉化，這讓人想起了代謝的核心途徑戊糖磷酸途徑的第一步，”主要作者秦瑞·易說。
"這些結果證明，益生元的糖合成可能與現存的生化途徑有重疊."鑒于糖在現代新陳代謝中無處不在，提出的反應網絡可能對第一個類生命系統的出現很重要。
這項研究的發現在天體化學和天體生物學領域非常重要。在默奇森隕石中發現了大量的醛糖酸鹽，這是一顆著名的碳質隕石，于1969年墜落地球。
相比之下，現代生物系統中發現的典型碳水化合物卻不在其中。這意味著醛糖酸鹽可以在外星條件下形成和積累，目前的研究表明，它們可能在生命建筑材料的起源中發揮重要作用。“我們希望這項工作將形成天體生物學的下一波浪潮，集中于醛糖酸鹽研究，”易補充說。
在未來的研究中，研究小組將專注于C6醛糖酸鹽是否可以在早期地球上積累足夠多的物質，作為原始代謝出現的“養分”。首席研究員秦瑞·易總結道:“我們希望更多地了解這些醛糖酸鹽是如何從經典的益生元糖反應中產生的，如甲酰反應和基利亞尼-費歇爾同源反應。”
值得注意的是，這些經典的益生元糖反應在現代代謝中沒有發現，因此，提出的非酶途徑可以作為早期糖和第一種生命形式理論上使用的碳水化合物之間急需的橋梁。