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人工肽键形成提供了在地球上创造生命的线索

2019-07-19 14:31:30国外科研

细胞,组织,器官和整个生物体的主要成分是蛋白质,它们通过一个接一个地添加氨基酸来形成称为多肽的长蛋白质链。尽管活细胞具有可以以惊人的速度和准确度实现这种链延伸的先进机器,但是为了产生天然肽产物或肽药物而在实验室中模拟该反应的努力相比之下仍然是粗糙和费力的。

使用称为氨基硫代酸的氨基酸变体,大阪大学的一个团队克服了这些困难,以便在快速反应中实现肽链的准确和简单的延伸。他们的研究成果发表在“ 生物化学 ”杂志上,也表明,数十亿年前,这种特殊的化学机制可能使更多更大更复杂的分子出现,从而可能提供最终产生生命的条件。

在这项研究中,该团队专注于改进以前人工合成多肽的努力,其中一个主要障碍是需要包括保护基团。将这些保护基团添加到分子内的官能团中以确保后续反应是特异性的。然而,它们需要执行多个反应阶段,这使得该过程效率低下。

“我们努力改善人工肽键的形成,而不是专注于氨基酸,而是研究氨基硫代酸,包括硫原子,”Yasuhiro Kajihara说。“我们开始以氨基硫代酸形式的苯丙氨酸作为单体,在持续5分钟的反应下发现含有2到5个苯丙氨酸的肽链形成。另一种分析显示链长达12个苯丙氨酸。”

研究小组随后表明肽链延伸发生在氨基硫代酸的混合物中,并且仅在酸性条件下发生,这表明氧化是所涉及机制的关键。该团队通过表征反应证实了这一点,并且还表明它涉及一种独特的反应中间体,这确保了准确产生了预期的产物。

“鉴于将常规氨基酸延伸到链中是生命的关键因素,我们想知道,数十亿年前,氨基硫代酸是否可以作为导致有感知的生命发展的更复杂化学的先驱,鉴于他们迅速而简单地融入连锁店,“主要作者Ryo Okamoto说。“我们发现,所述低聚反应也化学条件下进行类似的那些地球上的生命产生之前,使用反应组分,例如铁矿石和硫酸的酸,这可能已经从火山气体产生”。

因此,该团队的工作不仅为一系列实际应用提供了有效的实验室工具,而且还提供了生命开始化学的潜在一瞥。

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