普渡大学科学家发现“生命起源背后的化学”

普渡大学的化学家们发现了一种在水中发生肽形成反应的机制--这在过去几十年来一直困惑着科学家们。Graham Cooks说：“这基本上是生命起源背后的化学。”他是普渡大学理学院分析化学的亨利-博恩-哈斯杰出教授。“这是第一次证明原始分子，简单的氨基酸，在纯水滴中自发形成肽，即生命的组成部分。这是一个戏剧性的发现。”

这种基于水的化学，导致了蛋白质，并最终导致了地球上的生命，也可能导致更快地开发出治疗人类最衰弱疾病的药物。该团队的发现于10月3日发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。

几十年来，科学家们一直推测地球上的生命始于海洋。然而，这背后的化学成分仍然是一个谜。原始的氨基酸--陨石每天运送到早期地球的东西--可以反应并搭接在一起形成肽类。这些是蛋白质的组成部分，最终也是生命的组成部分。奇怪的是，这个过程需要失去一个水分子，这在潮湿、水系或海洋环境中似乎极其不可能。对于生命的形成，它需要水。然而，它也需要远离水的空间。

Cooks是质谱分析和早期地球化学方面的专家，他的研究小组已经发现了这个谜题的答案："水并不是到处都是湿的"。在边缘地带，即水滴与大气相遇的地方，可以发生极其快速的反应，将非生物氨基酸转化为生命的构建块。因此，生命潜在进化的肥沃景观是在海雾飞入空中和海浪拍打陆地的地方，或者淡水从斜坡上迸发的地方。

化学家们使用质谱仪检查含有水的液滴中的化学反应已经超过10年了。Cooks说：“液滴中的反应速度比同样的化学品在散装溶液中的反应速度快一百到一百万倍。”

这些反应的迅速速度使催化剂成为不必要的，加快了反应速度，在早期地球化学的情况下，使生命的进化成为可能。几十年的科学调查一直专注于弄清这一机制是如何运作的。生命如何在地球上出现的秘密可以帮助科学家更好地理解它发生的原因，并指导他们在其他行星，甚至卫星上寻找生命。

了解氨基酸是如何将自己构建成蛋白质并最终形成生命形式的，彻底改变了科学家对化学合成的理解。同样的化学有可能帮助合成化学家通过加速关键过程来识别和创造新型药物和疾病的治疗方法。

Cooks表示：“如果你在晚上走过一个学术校园，那些亮着灯的建筑就是合成化学家工作的地方。他们的实验非常缓慢，每次都要运行几天或几周。这没有必要，利用液滴化学，我们已经建立了一个仪器，现在正在普渡大学使用，以加快新型化学品和潜在新药物的合成。”