生物化學
磷酸鹽如何成為生命普遍的能量貨幣？早期演化研究中關於磷酸化的傳統方法通常涉及烘箱乾燥、非水溶劑、具有危險反應性的磷形態，或其他非生理條件。以微生物生理學為指南，我們近期發現，亞磷酸鹽 HPO3^2− 可被許多微生物經酶促氧化，且天然存在於蛇紋岩化熱液噴口中；在純鹼性水溶液中、25–100°C 條件下，它能夠在數小時至數天內輕易使核糖、葡萄糖、甘油、絲氨酸、AMP、肌酸和乙酸發生磷酸化，生成磷酸酯鍵、磷酸酐鍵和酰基磷酸鍵。
這些反應在熱力學上是有利的，因為在缺氧條件下亞磷酸鹽氧化為磷酸鹽並生成 H2 是高度放能的；但若無催化劑，這些反應並不會進行。迄今鑑定出的最有效催化劑是一種呈納米顆粒形態的亮澤金屬：零價（天然態或單質態）鈀（Pd^0）。與亞磷酸鹽一樣，天然鈀也天然存在於蛇紋岩化熱液噴口中，其他天然鉑族元素（PGE）亦然，包括 Pt、Rh、Ru 和 Ir。本文在此測試這些鉑族元素作為亞磷酸鹽氧化和磷酸化催化劑的能力。
儘管所有受試金屬都能 readily 氧化亞磷酸鹽，但只有 Pd^0 能高效催化磷酸化，生成的磷酸化產物濃度往往與生長中的大腸桿菌細胞內其生理濃度相當。偏磷酸鹽可能是一種反應中間體。在經由亞磷酸鹽氧化實現的磷酸化反應中（ΔG°′ = −46 kJ·mol^−1），釋放出的部分能量以磷酸化產物的形式被保存，這與生物能量保存方式相似。自然環境與能量守恆型熱力學共同表明，這類易於進行的水相磷酸化反應可能與生物能量學的起源有關。
📄 原文連結：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.13.724781v1?rss=1
🏷️ 生物能量學起源 亞磷酸鹽 金屬催化磷酸化 熱液噴口 早期生命演化