温和的益生环境中的碳酰磷酸介导的肽合成

《Communications Chemistry》：Carbamoyl phosphate-mediated peptide formation in mild prebiotic environment

　　

摘要

在水中非生物合成肽类仍然是生命起源研究中的一个核心难题。氨基酸在水中的直接缩合在热力学上存在障碍，因此现有的模型往往依赖于活化剂或极端的反应条件。我们设计并实现了一种在温和的“温暖小池塘”环境下，通过羧氨磷酸（CAP）介导的肽类合成水相路径。将多种蛋白质生成氨基酸与CAP及金属阳离子共同孵育，可促进肽键的形成。我们的分析表明，镁离子能与CAP协同作用，通过N-羧氨化和O-磷酸化中间体实现双重活化机制。更重要的是，我们发现CAP可以直接由早期地球上易获取的前体物质——尿素和正磷酸盐在原位生成。这一连续的水相路径完全避免了需要破坏性的干态反应过程。在现存生物中，CAP仍然在氮代谢以及嘧啶核苷酸的从头合成中发挥着重要作用。因此，我们认为CAP可作为进化上的桥梁，将原始的地球化学条件与功能性生化机制的出现联系起来。