リボースおよびその他の糖の分解速度：化学進化への影響

RNAが触媒として作用し、情報高分子として作用したRNAの世界の存在は、リボースの大きなプレバイオティクス源またはリボースリン酸とは異なる骨格を持つ前RNA分子の存在を想定しています。一般に受け入れられているリボースのプレバイオティクス合成であるホルモース反応は、選択性なしに多数の糖を生成します。リボースの選択的合成があったとしても、安定性の問題はまだあります。糖は、強酸または塩基で不安定であることが知られていますが、ニュートラル溶液のデータはほとんどありません。したがって、pH 4とpH 8の間のリボースの分解速度を40度Cから120度Cに測定しました。リボースの半減期は非常に短い（pH 7.0および100度Cで73分、pH 7.0で44年ですおよび0度c）。他のアルドペントスとアルドエキソスは、2-デオキシリボース、リボース5-リン酸、およびリボース2,4-ビスリン酸と同様に、これらの値の大きさの数桁内に半減期を抱えています。これらの結果は、最初の遺伝物質の骨格が、その不安定性のためにリボースや他の糖を含めることができなかったことを示唆しています。

The existence of the RNA world, in which RNA acted as a catalyst as well as an informational macromolecule, assumes a large prebiotic source of ribose or the existence of pre-RNA molecules with backbones different from ribose-phosphate. The generally accepted prebiotic synthesis of ribose, the formose reaction, yields numerous sugars without any selectivity. Even if there were a selective synthesis of ribose, there is still the problem of stability. Sugars are known to be unstable in strong acid or base, but there are few data for neutral solutions. Therefore, we have measured the rate of decomposition of ribose between pH 4 and pH 8 from 40 degrees C to 120 degrees C. The ribose half-lives are very short (73 min at pH 7.0 and 100 degrees C and 44 years at pH 7.0 and 0 degrees C). The other aldopentoses and aldohexoses have half-lives within an order of magnitude of these values, as do 2-deoxyribose, ribose 5-phosphate, and ribose 2,4-bisphosphate. These results suggest that the backbone of the first genetic material could not have contained ribose or other sugars because of their instability.