肽和氨基酸(Nature重磅：肽可由非氨基酸合成，有助破解生命最初形成之谜)

生命分子概念图 Credit: ? Sebastian Kaulitzki

氨基酸、肽、蛋白质，您知道他们之间的“亲戚关系”吗？

图：两氨基酸脱水形成肽键

氨基酸是组成蛋白质的基本单位。

肽是介于氨基酸和蛋白质中间的一种生化物质。两个以上的氨基酸之间以肽键相连，形成的“氨基酸链”就叫做肽。

蛋白质是分子量很大的多肽。通常将相对分子质量一万以内的肽称为多肽，一万以上称为蛋白质。

肽是氨基酸链，是地球上所有生命不可或缺的元素。它们形成了蛋白质结构，但肽本身需通过酶来控制氨基酸来形成。

而酶本身也是蛋白。

所以我们遇到了一个典型的“鸡生蛋还是蛋生鸡”的问题—最初的酶是如何产生的?

伦敦大学学院(UCL)7月10日发表在《nature》杂志上一项最新研究发现，肽可以由氨基酸的原始前体在类似于原始地球的条件下形成。这一发现，可能是生命最初形成之谜中缺失的一块。

该团队已证明，氨基酸的前体，氨基腈，利用它们自身固有的反应活性，在原始环境中存在的其他分子的帮助下，可以很容易地选择性地在水中转化为肽。

通常，氨基腈，需要严酷的条件，如强酸或强碱，才能形成氨基酸。然后氨基酸必须充满能量才能合成肽。研究人员发现了一种方法可绕过这两个步骤，直接从富含能量的氨基腈中制造肽。

他们发现氨基腈类化合物具有天生的反应活性，能比氨基酸更容易地在水中形成肽键。确定了一系列简单的反应，将硫化氢与氨基硝基化合物和另一种化学底物铁氰化物结合，生成肽。

在实验中，作为底物帮助形成酰胺键的分子很可能存在于早期地球上，在火山活动中被释放出来。

这是首次令人信服地证明，肽的形成不需要在水中使用氨基酸，而是在原始地球上可能存在的相对温和的条件下进行的。

酰胺键的形成对许多具有重要商业价值的合成材料、生物活性化合物和药物都至关重要，这一发现对合成化学领域也有极大帮助。这项研究中使用的方法在化学上是非常规的，但它遵循的是一种连接多肽的途径，这些多肽模仿生物过程，而不像化学实验室中更常用的肽生成途径，它们运行在相反的方向，需要昂贵而浪费的试剂。

研究小组正在进一步研究，利用氨基腈基寻找其他途径合成肽，并研究他们的实验产生的肽的功能特性，以便更好地理解40亿年前这些肽是如何帮助生命开始的。

参考资料：

1. 百度百科

2. 你了解氨基酸、肽和蛋白质的关系吗？

3. Origin of life insight: Peptides can form without amino acids

4. Peptide ligation by chemoselective aminonitrile coupling in water

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