生命生化体系中含氮-氮键的天然产物较为罕见的化学与进化原因

《Scientific Reports》：Chemical and evolutionary reasons for the rarity of natural products containing nitrogen–nitrogen bonds (NN bonds) in life’s biochemical repertoire

　　

摘要

理解生命的化学原理是生物学研究的核心动力之一。这其中包括探究为何生命不会使用某些特定的化学结构。在生命所生成的化合物中，含有两个氮原子之间键合（NN键）的化合物相对较为罕见。我们量化了这种稀有性，并探讨了其可能的原因。研究发现，NN化合物在生物化学中难以被使用的最主要限制因素，可能是其在生物合成过程中所产生的具有毒性的中间体。而最终形成的NN化合物代谢物的潜在毒性、其合成所需的能量，以及合成后所带来的功能效益差异，也可能在解释NN键在生物化学中如此罕见的现象中起到次要作用。我们的研究为那些旨在揭示生命在化学空间中所面临的各种限制的相关研究做出了贡献。