海底熱水噴出孔環境下での生体関連分子の合成と分析

海底热液喷口环境下生物相关分子的合成与分析

基本信息

批准号：
63540445
负责人：
小林憲正
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.新しい地球モデル(酸化型大気モデル)を用いた場合、原始地球上での生体分子の生成が困難になることが指摘されていた。海底熱水噴出孔は局部的な還元的な環境を提供する場として、生命の起源の場に適していると考えられる。種々の観点から、海底熱水噴出孔と化学進化との関連について実験を行った。(1)閉鎖型模擬実験:ガラス容器に入れた鉄、マンガン、亜鉛などの微量金属イオンを含む「模擬熱水孔海水」を電気炉中でメタン・窒素とともに200気圧、約300℃に加圧加熱したところ、生成物中に微量のグリシンなどのアミノ酸を検出した。アミノ酸溶液の加熱実験により、閉鎖系においては、一度生成したアミノ酸の一部が熱分解してしまうことが確認された。(2)クエンチ型模擬実験:実際の海底熱水噴出孔は閉鎖型ではなくフローリアクター型であり、この場合、クエンチ(急冷)効果により生成物の熱分解が免れることが期待される。このクエンチ効果を調べるため、消光放電実験をおこなった。メタン、窒素の混合気体と模擬海底熱水噴出孔海水との界面で放電を行ったところ、非常に効率よくアミノ酸が生成することがわかった。海底熱水噴出孔の化学進化への寄与を議論するためには、閉鎖型ではなく、このようなクエンチ型またはフロー型の実験が不可欠であることが示唆された。個々の金属イオンの効果についてさらに調べる予定である。2.非還元型原始大気から直接、生体関連分子を合成する方法として、宇宙線エネルギーに着目した。一酸化炭素、窒素、水の混合気体を陽子線照射したところ、アミノ酸が非常に効率よく生成することを確認した。さらに、イミダゾール類の生成も確認された。核酸塩基の生成について検討中である。3.出発物質に^BCOなどの安定同位体化合物を用い、生成物を液体イオン化質量分析法で分析する方法を検討し、生体分子の無生物的生成の証明に適した方法であることを見出した。

1、有人指出，如果采用新的地球模型（氧化大气模型），在原始地球上将很难生成生物分子。海底热液喷口被认为是生命起源的合适场所，因为它们提供了局部还原环境。我们从不同角度对海底热液喷口与化学演化的关系进行了实验。 (1)密闭模拟实验：将含有铁、锰、锌等微量金属离子的“模拟热液喷口海水”置于玻璃容器中，在电炉中用甲烷和氮气加压至200个大气压、约300℃时。加热后，在产品中检测到微量氨基酸，例如甘氨酸。氨基酸溶液的加热实验证实，在封闭系统中，一些氨基酸一旦产生就会热分解。 (2)骤冷式模拟实验：实际的海底热液喷口不是封闭式的，而是流动反应器式的，在这种情况下，期望由于骤冷(快速冷却)作用而避免产物的热分解。为了研究这种淬火效果，我们进行了淬火放电实验。当在模拟海底热液喷口的甲烷和氮气的气体混合物与海水之间的界面处进行放电时，发现氨基酸的生产非常有效。这些结果表明，这种骤冷型或流动型实验，而不是封闭型实验，对于讨论海底热液喷口对化学演化的贡献至关重要。我们计划进一步研究单个金属离子的影响。 2.我们专注于宇宙射线能量作为直接从非还原性原始大气合成生物相关分子的方法。当用质子束照射一氧化碳、氮气和水的气体混合物时，证实非常有效地生产氨基酸。此外，还证实了咪唑的形成。目前正在研究核碱基的生成。 3.我们研究了一种使用稳定同位素化合物如^BCO作为起始原料并使用液体电离质谱分析产物的方法，发现该方法适合证明生物分子的非生物生产。