Nature重磅：肽可由非氨基酸合成，有助破解生命最初形成之謎

生命分子概念圖 Credit: Sebastian Kaulitzki

氨基酸、肽、蛋白質，您知道他們之間的「親戚關係」嗎？

圖：兩氨基酸脫水形成肽鍵

氨基酸是組成蛋白質的基本單位。

肽是介於氨基酸和蛋白質中間的一種生化物質。兩個以上的氨基酸之間以肽鍵相連，形成的「氨基酸鏈」就叫做肽。

蛋白質是分子量很大的多肽。通常將相對分子質量一萬以內的肽稱為多肽，一萬以上稱為蛋白質。

肽是氨基酸鏈，是地球上所有生命不可或缺的元素。它們形成了蛋白質結構，但肽本身需通過酶來控制氨基酸來形成。

而酶本身也是蛋白。

所以我們遇到了一個典型的「雞生蛋還是蛋生雞」的問題---最初的酶是如何產生的?

倫敦大學學院(UCL)7月10日發表在《nature》雜誌上一項最新研究發現，肽可以由氨基酸的原始前體在類似於原始地球的條件下形成。這一發現，可能是生命最初形成之謎中缺失的一塊。

該團隊已證明，氨基酸的前體，氨基腈，利用它們自身固有的反應活性，在原始環境中存在的其他分子的幫助下，可以很容易地選擇性地在水中轉化為肽。

通常，氨基腈，需要嚴酷的條件，如強酸或強鹼，才能形成氨基酸。然後氨基酸必須充滿能量才能合成肽。研究人員發現了一種方法可繞過這兩個步驟，直接從富含能量的氨基腈中製造肽。

他們發現氨基腈類化合物具有天生的反應活性，能比氨基酸更容易地在水中形成肽鍵。確定了一系列簡單的反應，將硫化氫與氨基硝基化合物和另一種化學底物鐵氰化物結合，生成肽。

在實驗中，作為底物幫助形成醯胺鍵的分子很可能存在於早期地球上，在火山活動中被釋放出來。

這是首次令人信服地證明，肽的形成不需要在水中使用氨基酸，而是在原始地球上可能存在的相對溫和的條件下進行的。

醯胺鍵的形成對許多具有重要商業價值的合成材料、生物活性化合物和藥物都至關重要，這一發現對合成化學領域也有極大幫助。這項研究中使用的方法在化學上是非常規的，但它遵循的是一種連接多肽的途徑，這些多肽模仿生物過程，而不像化學實驗室中更常用的肽生成途徑，它們運行在相反的方向，需要昂貴而浪費的試劑。

研究小組正在進一步研究，利用氨基腈基尋找其他途徑合成肽，並研究他們的實驗產生的肽的功能特性，以便更好地理解40億年前這些肽是如何幫助生命開始的。

參考資料：

1. 百度百科

2. 你了解氨基酸、肽和蛋白質的關係嗎？

3. Origin of life insight: Peptides can form without amino acids

4. Peptide ligation by chemoselective aminonitrile coupling in water

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