熱および紫外線をエネルギー源とした二酸化炭素からの生命起源物質の非生物的合成

使用热和紫外线作为能源从二氧化碳非生物合成生物物质

基本信息

批准号：
19655025
负责人：
木原壮林
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)原始地球大気は、窒素、水および高濃度のCO_2を含む酸化的なものであった、(2)原始地球表面は、CO_2による温室効果によって80℃以上の高温であった、(3)オゾン濃度が低かったため地表には大量の紫外線が到達していたと考え、(1)〜(3)の環境下でアミノ酸、核酸塩基、有機酸などの生命起源物質が非生物的に合成できることを証明し、合成条件について検討した。まず、1Mアンモニア水にCO_2を吸収させ(1MAC溶液と略記)、これを100℃に加熱しながら紫外線照射したところ、10^<-4>Mレベルのグリシン、10^<-5>Mレベルのアラモン、アスパラギン酸が生成すること、Mg^<2+>、リン酸イオンの添加は生成量を増加させることを確認した。次に、上記反応の過程を加熱時の反応および紫外線照射時の反応に分けて検討した。1.1MAC溶液を60℃以上で200時間加熱すると、10^<-5>〜10^<-3>Mのシュウ酸、オキサミン酸、コハク酸、フタル酸などの有機酸が生成した。生成量は、150℃まででは、高温になるほど増加した。0.1Mのリシ酸イオンの共存は生成量を10倍程度増加させたが、Mg^<2+>の効果はなかった。2.有機酸としてシュウ酸、オキサミン酸(0.1M)を加えた1MAC溶液を室温で200時間紫外線照射したところ、10^<-3>Mレベルのグリシン、10^<-4>Mレベルのアラニン、アスパラギン酸が生成し、生成量は紫外線照射量に依存した。生成量は0.02M程度のMg^<2+>の共存によって2〜5倍に増加したが、リン酸イオンの効果はなかった。有機酸がシュウ酸のとき、ACの濃度を1Mから0.01Mに減少させると、アミノ酸生成量は約1/10に減少したが、オキサミン酸のときにはAC濃度の効果はなかった。なお、照射済み溶液中には核酸塩基であるシトシン、グアニンの生成も確認された。

(1)原始地球大气呈氧化状态，含有氮、水和高浓度的CO_2；(2)由于CO_2引起的温室效应，原始地球表面温度被加热到80°C以上；由于臭氧浓度低，大量紫外线到达地球表面，我们假设在（1）至（3）中描述的环境中可以非生物合成氨基酸、核碱基和有机酸等生物物质。验证了结果并讨论了合成条件。首先，将CO_2吸收到1M氨水(简称为1MAC溶液)中，将其加热至100℃并用紫外线照射时，甘氨酸为10^<-4>M水平，甘氨酸为10^<-5水平>M水平被吸收，证实产生了阿门冬氨酸和天冬氨酸，并且添加Mg 2+ 和磷酸根离子增加了产生量。接下来，将上述反应的过程分为加热时的反应和紫外线照射时的反应进行研究。当1.1MAC溶液在60℃以上加热200小时时，产生10^-5～10^-3M的草酸、草酰胺酸、琥珀酸、邻苯二甲酸等有机酸。随着温度升高至150°C，产生的量增加。 0.1M磷酸根离子的共存使产量增加了约10倍，但Mg ^ 2+ 没有影响。 2.当含有草酸和草酰胺酸(0.1M)作为有机酸的1MAC溶液在室温下用UV光照射200小时时，甘氨酸为10^-3M的水平，丙氨酸为10的水平。检测到^ -4 M，产生天冬氨酸，并且产生的量取决于UV照射的量。通过约0.02M Mg 2+ 的共存，产生的量增加2至5倍，但磷酸盐离子没有影响。当有机酸为草酸时，将AC浓度从1M降低至0.01M，氨基酸产生量减少约1/10，但使用草酸时，AC浓度没有影响。此外，在照射溶液中还确认了胞嘧啶和鸟嘌呤等核酸碱基的产生。