50岁的试管线索形成肽键-和生命早期的地球

老式的化学实验室

来源:斯克里普斯海洋学研究所,加州大学圣地亚哥分校

斯坦利·米勒的实验仍增加了我们理解生命起源以前的地球

斯坦利·米勒于1953年被调任至即时名声他的实验表明如何第一个氨基酸可能是地球上产生,从而超越生命的起源的一个重要步骤。一个问题仍然开放,然而,如何将这些蛋白质聚合成的第一个氨基酸。现在,忘记1958年米勒实验的分析样本后,一个学生相信,不为人知的米勒,一个可能的答案也许未被发现的有50多年了。

1953年,米勒结合气体甲烷、氨、水和氢在一个特别设计的反应容器,离开了一个星期,让材料不断模拟闪电火花。分析时,混合物含有多种氨基酸。1958年,试图解释如何能凝结成蛋白质的氨基酸,他重复反应,这次添加氨腈、冷凝剂用于生产药品。

1958年,还没有人正式提出,早期大气中氨腈在场。那么为什么米勒添加吗?在1950年代早期,他曾在美国哥伦比亚大学。”在这种环境下有一个紧张的工作由不同的人如何合成肽和蛋白质的第一颗人造蛋白质,”说杰弗里·巴达前博士生米勒的加州大学圣地亚哥分校”,实际上是在实验室完成。“巴达怀疑,在一个研讨会或“在啤酒什么的人可能表明,氰氨化可能是出现在早期的地球。

奇怪的是,尽管实验记录和保留样品,米勒从来没有分析。在1960年代末,其他研究人员提出,紫外线会刺激proto-atmosphere甲烷和氨反应,产生氨腈。然而,即便如此,米勒的实验没有重复,因为氨腈只催化作用有效氨基酸缩合在温和的酸性环境中,而早期的地球上的条件被认为是中性或碱性。

不寻常的继承

米勒之后,于1999年遭受了一次严重的中风,Bada继承了样品。与同事一起在亚特兰大佐治亚理工学院、加州大学圣地亚哥分校,Bada分析了样品,识别12种氨基酸和10个二肽

氰氨化后确认聚合氨基酸只有在酸性条件下,研究者们难住了。”我想:“到底是怎么回事?Bada说”。深思熟虑后,研究人员意识到斯特合成,产生氨基酸在这些实验中通过两个中间体-氨基腈和氨基酸酰胺。他们补充说这些中间体反应混合物时,反应在碱性条件下工作良好。研究人员说,这表明,虽然只会使聚合成肽氨基酸在酸性条件下,中间体将在碱性环境中这样做。

二肽的总收益率及其循环形式,二酮哌嗪,约10%,但Bada认为,即使在少量,这些化学物质可以做的技巧。一些简单的二肽及其循环形式(二酮哌嗪),我们已经识别出已被证明是有效的催化剂在低浓度的各种反应,”他说。这些可能会因此有助于促进更复杂的分子的形成导致第一种简单核酸自我复制的实体,因此生命的起源。”

这复活的斯坦利·米勒的实验大大扩展了已发现的环境条件支持多肽合成,”说艾琳陈加州大学圣芭芭拉在美国。“相同的机制可能产生肽在这个实验中可以增强在不同条件下产生更大的收益。”