Research Abstract
チオール化した酢酸塩誘導体の非生物的化学と生命の起源
The Abiotic Chemistry of Thiolated Acetate Derivatives and the Origin of Life
2016年7月21日 Scientific Reports 6 : 29883 doi: 10.1038/srep29883
チオエステルとチオ酢酸（TAA）は、アセチルCoAに似た活性型酢酸塩として生命の起源の重要な反応物であったと言われている。こうした種は、高エネルギーの基移動試薬として働いた可能性があり、炭素挿入によってピルビン酸塩などのより分子量の大きい化合物が形成される。CO2を固定するWood-Ljungdahl経路は、太古からあったと思われ、熱水（HT）環境に生息する生物に存在することから、TAAに似た化合物の非生物的化学と代謝の起源の間に関連があった可能性も示唆される。TAAやそれに類似したエステルの速度論的挙動や熱化学的性質は、以前から別の背景で調べられているが、こうした化合物は、見かけの上では化学的に単純であることから、生命の誕生以前に利用できたと考えられており、地球化学的な関連性はさらに評価する価値がある。したがって、今回我々は、最も単純なチオール化した酢酸誘導体であるTAAとメチルチオ酢酸塩（MTA）の化学的挙動を調べた。我々は、実験室測定、文献データ、熱化学モデルを用いて、さまざまな地質環境においてこうした化合物が蓄積される蓋然性を調べている。こうした化合物は、加水分解における自由エネルギーの変化が大きく、対応する平衡定数が小さいため、非生物的に相当量蓄積する可能性はありそうもない。
Corresponding Author
Thioesters and thioacetic acid (TAA) have been invoked as key reagents for the origin of life as activated forms of acetate analogous to acetyl-CoA. These species could have served as high-energy group-transfer reagents and allowed carbon insertions to form higher molecular weight compounds such as pyruvate. The apparent antiquity of the Wood-Ljungdahl CO2 fixation pathway and its presence in organisms which inhabit hydrothermal (HT) environments has also led to suggestions that there may be a connection between the abiotic chemistry of compounds similar to TAA and the origins of metabolism. These compounds’ apparent chemical simplicity has made their prebiotic availability assumed, however, although the kinetic behavior and thermochemical properties of TAA and analogous esters have been preliminarily explored in other contexts, the geochemical relevance of these compounds merits further evaluation. Therefore, the chemical behavior of the simplest thiolated acetic acid derivatives, TAA and methylthioacetate (MTA) were explored here. Using laboratory measurements, literature data, and thermochemical models, we examine the plausibility of the accumulation of these compounds in various geological settings. Due to the high free energy change of their hydrolysis and corresponding low equilibrium constants, it is unlikely that these species could have accumulated abiotically to any significant extant.
