對于有機(jī)生命來說，新陳代謝是其生命延續(xù)的基本保證，而酶的存在則被認(rèn)為是生物體代謝反應(yīng)的前提條件。最近，英國劍橋大學(xué)研究人員的一項(xiàng)新研究對這一結(jié)論提出了質(zhì)疑。他們研究發(fā)現(xiàn)，在無酶的情況下，一些對生物代謝十分關(guān)鍵的化學(xué)反應(yīng)可在地球生命出現(xiàn)前的早期海洋中自發(fā)地產(chǎn)生，這一發(fā)現(xiàn)或使科學(xué)家重新思考地球生命起源的過程。
在這項(xiàng)由維康基金會(huì)資助的研究中，研究人員根據(jù)多種科學(xué)文獻(xiàn)對地球早期海洋沉積物的描述，重建了生命起源前海洋化學(xué)成分的模型。模型顯示，早期海洋中，鐵是最常見的一種分子，且其在海水中的濃度很高。
研究表明，在40億年前，海洋中存在著豐富的二價(jià)鐵，它扮演著催化劑的角色，對多種化學(xué)反應(yīng)起著催化作用。在沒有酶的情況下，鐵、其他金屬和磷酸鹽促發(fā)了一系列類似于細(xì)胞代謝核心的反應(yīng)。在現(xiàn)代生物體中，這樣的化學(xué)反應(yīng)對代謝物的合成至關(guān)重要，所形成的有機(jī)分子，如氨基酸、核酸和脂類等，可以說是所有生物細(xì)胞代謝的關(guān)鍵。
研究人員共觀測到29種類似代謝反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，其中包括類似于糖酵解和戊糖磷酸途徑這樣的可產(chǎn)生基礎(chǔ)代謝物的反應(yīng)。而通過這些化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的混合物中，核糖5-磷酸鹽（ribose5-phosphate）的發(fā)現(xiàn)尤其值得注意，作為一種RNA前體，這種物質(zhì)對于RNA分子的最終形成至關(guān)重要。
研究顯示，這些類代謝反應(yīng)發(fā)生的環(huán)境溫度在50攝氏度至90攝氏度之間，這一溫度與火山熱液噴口附近的海水溫度相似。在這樣的溫度下，蛋白酶是不具活性的。
研究人員表示，他們的研究結(jié)果表明，在地球生命發(fā)軔之前，早期海洋中就存在著代謝反應(yīng)，現(xiàn)代生物代謝體系的基本構(gòu)架很可能起源于地球生命出現(xiàn)前的化學(xué)和物理環(huán)境。而至于酶是如何參與到這些由金屬催化的化學(xué)反應(yīng)之中，還需要做進(jìn)一步的研究。
