海底熱液噴口孕育著多種多樣的微生物群落，長期以來一直吸引著研究生命起源的科研人員。在這些環(huán)境中，過渡金屬可通過蛇紋石化作用被還原，有可能形成由分子篩負(fù)載的過渡金屬納米顆粒，而這些過渡金屬納米粒子有可能驅(qū)動生命起源前的化學(xué)反應(yīng)。在生物過程出現(xiàn)之前，這種無機(jī)結(jié)構(gòu)可以催化生化反應(yīng)，包括對代謝至關(guān)重要的丙酮酸的轉(zhuǎn)化。
有鑒于此，馬克思·普朗克煤炭研究所Harun Tüysüz等報道研究溫和的海底熱液噴口處，使用修飾Ni納米顆粒的Y型分子篩（Ni/Y），模擬生化系統(tǒng)乳酸脫氫酶介導(dǎo)的丙酮酸與乳酸之間的相互催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)。
本文要點(diǎn)：
（1）
這項(xiàng)研究的結(jié)果表明，在惰性環(huán)境Ni/Y能夠有效的催化丙酮酸的氫化反應(yīng)，這是因?yàn)镹i/Y與H2O之間的自催化反應(yīng)原位生成氫氣的促進(jìn)作用。反應(yīng)后進(jìn)行X射線吸收光譜分析，表明催化劑的結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變，不僅形成獨(dú)特的NiO和Ni(OH)2物種，以及由于分子篩脫鋁產(chǎn)生的骨架外部的鋁，最后形成一層薄的無定形NiO/Ni(OH)2層。
（2）
Ni/Y能夠在大氣氣氛將乳酸氧化和轉(zhuǎn)化為丙酮酸，這是生物體系由乳酸脫氫酶催化的一個重要反應(yīng)。這些發(fā)現(xiàn)凸顯Ni/Y在生命起源前的階段可能起到的作用，表明Ni/Y可能催化關(guān)鍵代謝中間體的合成的作用。
參考文獻(xiàn)
Youngdong Song, Eko Budiyanto, Ashwani Kumar, Gautier Landrot, Harun Tüysüz, Prebiotic Interconversion of Pyruvate and Lactate over Zeolite-Supported Ni Catalyst, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202503747
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202503747
