隕石在早期地球上降下了氰化物,它可能有助於啟動生命
(呼吸器/iStock)
如果你吞下一堆氰化物或吸入過多的一氧化碳,你的處境就會很糟糕,因為兩者都對人類有毒。 但它們可能對我們的存在發揮了重要作用——新的證據表明,它們都被隕石攜帶在這裡。
在一種稱為碳質球粒隕石的富碳隕石中,科學家在生命出現之前就撞擊了我們的星球,並發現了含有氰化物、一氧化碳和鐵的化合物。
這並不是第一次在隕石中發現氰化物和二氧化碳。 但這是第一次發現兩者與鐵結合形成穩定的化合物。
這是令人信服的證據,表明在第一個單細胞生物在原始海洋中蠕動存在之前,這些化合物就已經存在於地球上。 這意味著它們可能促成了讓有機體蠕動的神秘過程。
“當大多數人想到氰化物時,他們會想到間諜電影——一個人吞下一顆藥丸,口吐白沫,然後死去,但氰化物可能是構建生命必需分子的重要化合物,”博伊西州立大學的生物化學家凱倫史密斯說。
多年來,人們一直認為氰化物可能在產生生物體中發現的有機化合物方面發揮作用,去年哈佛大學的科學家證明氰化物可以產生形成 RNA 核苷酸(生命的組成部分)的單醣。
但地球早期的氰化物是從哪裡來的呢? 為了弄清楚這一點,史密斯和她的團隊設計了一種從古代隕石中提取和測量氰化物的新方法,並將其用於一系列隕石樣本。
他們發現氰化物只存在於一種特別富含有機物的碳質球粒隕石中,稱為CM球粒隕石。 測試過的其他類型 - 包括來自火星- 不含可偵測到的氰化物。
使用高解析度液相層析質譜聯用儀他們分析了樣品的化學成分,發現了兩種不同的鐵化合物:氰化物和一氧化碳,稱為鐵氰基-羰基絡合物。
“我們研究中最有趣的觀察之一是,這些鐵氰基-羰基複合物類似於氫化酶活性位點的部分,其具有非常獨特的結構,”博伊西州立大學的生物化學家麥克卡拉漢說。
氫化酶是在大多數現代細菌和古細菌中發現的分解氫的酶。 據認為,它們的歷史可以追溯到生命誕生之初,當時地球大氣層的氫含量可能比現在豐富得多。
儘管酶本身尺寸相當大,但它們內部發生化學反應的活性區域是一個小得多的金屬有機化合物。 研究人員說,這就是隕石氰化物的相似之處。
「附著在金屬上的氰化物和一氧化碳在酵素中是不尋常且罕見的。氫化酶是例外。當你將隕石中這些鐵氰基-羰基複合物的結構與氫化酶中的這些活性位點進行比較時,你會想知道是否存在兩者之間的關聯”史密斯說。
“鐵氰基-羰基複合物可能是這些活性位點的前體,並在數十億年前融入蛋白質中。這些複合物也可能是早期地球上氰化物的來源。”
NASA目前擁有一艘太空船造訪小行星貝努遠離地球。 作為調查的一部分,它將收集樣本並將其帶回地球。 研究團隊希望能夠利用他們的技術來確定貝努是否與很久以前的CM球粒隕石有關。
該研究發表於自然通訊。