生物化学
磷酸盐如何成为生命普遍的能量货币？早期演化研究中关于磷酸化的传统方法通常涉及烘箱干燥、非水溶剂、具有危险反应性的磷形态，或其他非生理条件。以微生物生理学为指南，我们近期发现，亚磷酸盐 HPO3^2− 可被许多微生物经酶促氧化，且天然存在于蛇纹岩化热液喷口中；在纯碱性水溶液中、25–100°C 条件下，它能够在数小时至数天内轻易使核糖、葡萄糖、甘油、丝氨酸、AMP、肌酸和乙酸发生磷酸化，生成磷酸酯键、磷酸酐键和酰基磷酸键。
这些反应在热力学上是有利的，因为在缺氧条件下亚磷酸盐氧化为磷酸盐并生成 H2 是高度放能的；但若无催化剂，这些反应并不会进行。迄今鉴定出的最有效催化剂是一种呈纳米颗粒形态的亮泽金属：零价（天然态或单质态）钯（Pd^0）。与亚磷酸盐一样，天然钯也天然存在于蛇纹岩化热液喷口中，其他天然铂族元素（PGE）亦然，包括 Pt、Rh、Ru 和 Ir。本文在此测试这些铂族元素作为亚磷酸盐氧化和磷酸化催化剂的能力。
尽管所有受试金属都能 readily 氧化亚磷酸盐，但只有 Pd^0 能高效催化磷酸化，生成的磷酸化产物浓度往往与生长中的大肠杆菌细胞内其生理浓度相当。偏磷酸盐可能是一种反应中间体。在经由亚磷酸盐氧化实现的磷酸化反应中（ΔG°′ = −46 kJ·mol^−1），释放出的部分能量以磷酸化产物的形式被保存，这与生物能量保存方式相似。自然环境与能量守恒型热力学共同表明，这类易于进行的水相磷酸化反应可能与生物能量学的起源有关。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.13.724781v1?rss=1
🏷️ 生物能量学起源 亚磷酸盐 金属催化磷酸化 热液喷口 早期生命演化