解密地球上首批糖类化学物质的起源！
解密地球上首批糖类化学物质的起源！
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生命起源化学家致力于解释基本分子构建块以及从早期地球上存在的简单化学物质如何产生生命所需的反应。这一领域的总体目标是回答地球上生命形成的基本问题，并对大气科学、地质学、合成生物学以及在其他行星上寻找生命等领域具有重要意义。
需要通过生命起源化学来解释的三类生物分子包括组成蛋白质的氨基酸、组成DNA和RNA的核碱基，以及存在于生物体内的糖（也称为碳水化合物）。根据主流理论，氨基酸可能是从氨（NH 3 ）生成的，而核碱基可能是从氰化氢（HCN）生成的。
关于糖的起源问题存在争议。许多科学家认为第一个糖是通过涉及甲醛（CH 2 O）的反应产生的，然而，这个理论有一些缺点。甲醛反应非常复杂，容易产生未受控制的副反应和其他问题，因为在早期地球的环境条件下，甲醛具有很高的反应活性。
鉴于此，最近由佐治亚理工学院的Scripps Research和佐治亚的研究小组在 《Chem》 杂志上发表了一项名为 "The potential of glyoxylate as a prebiotic source molecule and a reactant in protometabolic pathways—The glyoxylose reaction" 的研究新理论。
概述
乙醛酸数据图来源：
IntSynth
图文导读
因此，受埃施蒙泽关于乙醛酸场景的启发，他们提出了一个独特的“乙醛糖酮反应”框架，其中乙醛酸首先与乙二醛发生反应，然后经过一系列的重复步骤（1）与乙醛酸进行醛缩合，（2）羰基迁移，以及（3）脱羧作用。这种对甲醛反应的替代假设可以提供线性糖和糖酸，并具有自催化途径的潜力。对这种化学反应的验证将扩展乙醛酸在前生物化学中的多功能分子角色，并进一步促进对其前生物起源的探索。
小结
证明乙醛糖反应场景确实可能产生第一批糖。提出的替代方案是“乙醛糖反应”情景，其中乙醛酸首先与自身反应，形成甲醛的近亲，称为乙醇醛。乙醛酸在起源生命化学理论中扮演重要角色，该实验将进一步展示它作为多功能分子在前生物化学中的作用，并推动对其在地球上起源生命的研究。它可能是多种原始生物分子的起源之一，还可能有助于启动现代（三羧酸）TCA循环的原始版本，这是大多数生命形式中常见的基本代谢过程。
参考文献
“The potential of glyoxylate as a prebiotic source molecule and a reactant in protometabolic pathways—The glyoxylose reaction” by Ramanarayanan Krishnamurthy and Charles L. Liotta, 13 April 2023, Chem.
DOI: 10.1016/j.chempr.2023.03.007
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