亚磷酸盐之谜——一个科学侦探故事

我们的故事开始于20世纪80年代末，用纸张在这张表上，科学家计算出，化学成分磷酸四酯的转化会释放出足够的能量来产生细胞的能量载体——ATP分子通过这种方式，它应该可以为微生物提供能量与地球上大多数生物不同，这种生物不可能依赖光或物质组成的能量

这位科学家实际上成功地从环境中分离出了这种微生物它的能量代谢是基于亚磷酸盐对磷酸盐的氧化，正如通过计算预测的那样但是，生化机械究竟如何工作呢？令人遗憾的是，关键的酶被发现了，而阻碍这一过程的生物化学仍然被搁置——而且这些问题多年来都没有得到解决在接下来的三十年里，这张纸被收回了，剩下的工作被搁置一旁是的，科学家们不可能忘记他的头

这些科学家是康斯坦茨大学湖泊研究所教授BernhardSchink在纸上进行计算后的三个月内，预期会很好地设置所有滚动增益

是一种新物种

本年度最新研究的结果是：在所有的地方，比如康斯坦茨的工厂，只有来自BernhardSchink实验室的两个工作日来自康斯坦茨的生物化学家朱庆茂对污泥样品进行了检测，发现了第二种微生物，也得到了磷石膏由Bernhard Schink领导的Konstanzbiologists将这种细菌置于一种以多磷酸盐为食物来源的环境中结论：典型的人口增长了

Chink解释道：“这种细菌存在于磷氧化中，而且众所周知，它排斥这种反应。它以这种方式覆盖能量代谢，并可以同时从CO₂中建立其细胞物质。”“这种细菌是一种自养性有机物，很有活力。然而，它不需要很轻的活力，因为它能促进磷酸盐的氧化。”令人惊讶的是，它发现这种细菌并不新鲜，但实际上是一种完整的细菌

跟踪血液循环动力学

从那时起，事情很快就发生了Konstanzresearchers的一个庞大网络致力于探索他们的领域，包括BernhardSchink、NicolaiMü；勒、大卫·施莱赫克、珍妮弗·弗莱明和奥尔加玛雅人他们对这种新的细菌进行了再培养，在培养中，他们最终能够确定触发磷酸化的关键酶

“NicolaiMü；ller和他的酶实验取得了突破，”SavidSchleheck说尼古拉；Leller成功地明确证明了酶的活性，从而揭示了关键酶背后的生化机制OlgaMayan和Jennifer Fleming创建了其酶结构的三维模型，并成为了解其作用途径的活性中心

“令人惊讶的是，在氧化过程中，磷化物与能量载体AMP直接偶联，从而产生能量载体ADP。在随后的反应中，两个生成的ADP转化为一个ATP，在这个ATP上最终产生了生物体，”NicolaiMü；lleroutines的作用途径

最后，所有的东西都汇集在一起：原始的表格是一整摞纸，导致了一个完整的日记PNAS中的错误

区域来自250亿欧元

发现一种新类型的能量代谢本身就取得了科学上的成功然而，有一些人认为，这种类型的代谢紊乱的名称是新的，但非常古老，甚至是古老的：大约2已售出50亿美元

“据推测，在进化的早期，当地球冷却时，磷仍然以部分还原的形式存在于很大程度上，并且只是后来被逐渐氧化。我们现在已经发现，在微生物进化的早期阶段，这种代谢非常好，”Bernhard Schinke解释道

细菌用于代谢的生化机制是新的，但最有可能是从地球的时间段中保留下来的：当地球上的生命开始时，最初的微生物必须依赖于有机成分，如亚磷酸盐这些新的科学发现为这颗行星的早期生物化学进化提供了线索此外，它们还提供了生化机制的关键，使其成为可能的宿主，可能成为外星行星

在20世纪80年代末，谁会想到一张纸会让这一切发生

来源:

Materials provided by
University of Konstanz. Original written by Jürgen Graf.
注明: Content may be edited for style and length.

参考:

1. Zhuqing Mao, Jennifer R. Fleming, Olga Mayans, Jasmin Frey, David Schleheck, Bernhard Schink, Nicolai Müller.
   AMP-dependent phosphite dehydrogenase, a phosphorylating enzyme in dissimilatory phosphite oxidation. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2023; 120 (45) DOI: 10.1073/pnas.2309743120

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