연구진은 암모니아와 메탄 플라즈마로 형성된 고체가 햇빛을 사용하여 아민을 이민으로 전환시키는 촉매 작용을 할 수 있음을 입증했습니다. 이는 초기 생체분자 형성에 잠재적으로 중추적인 과정입니다. 이 연구는 원시 대기가 그러한 변형에 필요한 촉매를 제공하여 초기 RNA 분자의 진화를 뒷받침했을 수 있음을 시사합니다.
질소가 첨가된 흑연은 반응을 촉매하여 초기 생체분자를 생성합니다.
지구상 최초의 생화학 분자에 동력을 공급하는 데 중추적인 역할을 한 태양은 화학 과정을 가속화하는 촉매와 함께 중요한 반응을 촉진했습니다. 한 연구팀은 최근 이 물질이 암모니아와 메탄의 반응에서 유래한다는 사실을 입증했습니다. 혈장 이는 빛 에너지를 활용하여 아민에서 이민으로의 전환을 촉진하는 능력을 가지고 있습니다.
이 메커니즘이 최초의 생체분자 형성에 주요한 기여를 했을 가능성이 있습니다. 그 결과는 최근 저널에 게재되었습니다. 앙게반테 키미.
30억~40억년 전, 원시 지구에서는 생명체가 폭발하기 전에 최초의 생체분자가 형성되었습니다. 그러나 이러한 초기 화학 반응에는 촉매가 필요했습니다. Shenchen Wang과 중국 푸저우 대학 연구팀은 원시 대기 자체가 이러한 자극의 원천으로 작용할 수 있음을 발견했습니다.
연구팀은 시생 세계를 뒤덮은 뜨거운 가스 혼합물에 존재할 가능성이 있는 메탄과 암모니아를 사용하여 화학 기상 증착을 사용하여 잠재적인 촉매로 질소 탄소 화합물을 생성했습니다. 그들은 반응 챔버에서 암모니아와 메탄 플라즈마의 입자가 표면에 응축되고 빠르게 성장하여 질소가 도핑된 흑연처럼 보이는 고체 질소-탄소 폴리머를 형성한다는 것을 발견했습니다.
연구팀이 지적한 바와 같이, 불규칙하게 융합된 질소 원자는 이 중합체에 촉매 활성 부위와 빛에 의해 여기될 수 있는 전자 구조를 제공했습니다. 그런 다음 연구자들은 빛의 영향을 받아 다른 물질을 환원하거나 산화시키는 물질의 능력을 입증하는 데 주력했습니다.
아마도 초기 지구에서 일어난 가장 중요한 반응 중 하나는 이민의 형성이었을 것입니다. 쉬프 염기(Schiff base)라고도 불리는 이민은 탄소, 질소, 수소로 구성된 화합물인 탈수소화 아민의 한 형태입니다. 많은 화학자들은 원시 지구에서 이민이 리보핵 세포에서 최초의 유전 분자를 형성하는 데 도움이 되었을 것이라고 가정합니다. 시큼한 (RNA). Wang과 그의 팀은 플라즈마 생성 촉매가 햇빛만을 사용하여 아민을 이민으로 전환할 수 있음을 보여줄 수 있었습니다.
연구팀은 플라즈마에서 생성된 것과 같은 질화탄소 기반 광촉매는 수백만 년 동안 지속될 수 있으며 중요한 화학 중간체를 생성할 수 있다고 말합니다. 또한 탄소 및 질소 함유 화합물의 공급원 역할을 할 수 있습니다. 이 연구는 초기 지구 대기에 존재하는 가스와 조건만을 사용하여 그러한 촉매를 생산할 수 있음을 입증함으로써 생체분자가 취한 잠재적인 진화 경로에 대한 새로운 시각을 제시합니다.
참고 자료: Yan Wang, Yuan Xingfang, Yankun Wang, Haisoo Wu, Masakazu Anbu 및 Jamie C의 “NH3 및 CH4 가스로부터 산화환원 활성 질소 함유 탄소의 플라즈마 강화 화학 기상 증착” Yu 및 Shenzhen Wang, 2023년 6월 22일, Angewandte Chemie 인터내셔널 에디션.
도이: 10.1002/anie.202307236
이 연구는 중국의 국가 핵심 기술 연구 개발 프로그램, 중국 국립 자연 과학 재단 및 프로젝트 111의 자금 지원을 받았습니다.
