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[MIS06-P02] 小天体の水質変質を想定したホルムアルデヒドとアンモニアからのアミノ酸形成に対する温度と組成の影響
キーワード：小天体、水質変質、アミノ酸、ホルムアルデヒド、アンモニア
生命誕生の一説として、アミノ酸などの生体関連有機物は、小惑星などを起源として地球外から持ち運ばれた可能性が考えられている。太陽系形成初期の小惑星では26Alなど短寿命放射性核種の放射性崩壊による熱などにより、様々な分子を含む小惑星の氷が溶けて水質変質が起こり、有機物が形成されたことが知られている[1]。このような液体の水を伴う水熱過程において、HCHO、NH３水溶液からアミノ酸前駆体も形成されることが分かった[2.3]。本研究では、出発物質の組成、及び温度条件を幅広く設定し、条件によりアミノ酸生成量がどのように変わるのかを検討した。
出発物質としてHCHO∶NH3∶H2O = (i) 3∶7∶300, (ii) 5:5:300, (iii) 7:3:300 溶液200μLをガラス管に入れ、真空管封管し、各サンプルを-25℃,5℃,50℃,100℃,150℃にて5日間反応させた。その後、6Mの塩酸で酸加水分解を行い(110℃で24h)、遠心乾燥した後、o-フタルアルデヒド及び、クロロぎ酸9-フルオレニルメチルによる誘導体化を用いて超高速液体クロマトグラフィー(NexeraX2)でアミノ酸の分析を行った。
多くの場合でグリシンはアラニンよりも多く生成した。グリシンは、温度が高く、アンモニアの割合が高いほど多く生成した。一方、アラニンは100℃,150℃でやや増加しているが、グリシンに比べて温度の影響は少なかった。また、組成の差による生成量の増減も微かであった。多くの場合、グリシンはアラニンに比べて生成量が多かった。
-25℃で保持したサンプルのアミノ酸は実験操作の過程で生成した量であるとと考えると、アラニンは50℃よりも高い温度で生成量が増加することが分かった。一方、グリシンは5℃くらいの低温であっても生成した。
今回の実験では温度が高いほど、アンモニアの割合が高いほどアミノ酸は生成しやすいことが示唆された。出発組成や温度の変化に対する評価を通して、さまざまな組成を持つ小天体でのアミノ酸形成の可能性について理解が進むことが期待される。
参考文献
[1] G. D. Cody et al., PNAS 2011, 108, 19171-16.
[2] Y. Kebukawa et al., Sci. Adv. 2017, 3, e1602093.
[3]W. Elmasry et al. Life 2021, 11, 32.
出発物質としてHCHO∶NH3∶H2O = (i) 3∶7∶300, (ii) 5:5:300, (iii) 7:3:300 溶液200μLをガラス管に入れ、真空管封管し、各サンプルを-25℃,5℃,50℃,100℃,150℃にて5日間反応させた。その後、6Mの塩酸で酸加水分解を行い(110℃で24h)、遠心乾燥した後、o-フタルアルデヒド及び、クロロぎ酸9-フルオレニルメチルによる誘導体化を用いて超高速液体クロマトグラフィー(NexeraX2)でアミノ酸の分析を行った。
多くの場合でグリシンはアラニンよりも多く生成した。グリシンは、温度が高く、アンモニアの割合が高いほど多く生成した。一方、アラニンは100℃,150℃でやや増加しているが、グリシンに比べて温度の影響は少なかった。また、組成の差による生成量の増減も微かであった。多くの場合、グリシンはアラニンに比べて生成量が多かった。
-25℃で保持したサンプルのアミノ酸は実験操作の過程で生成した量であるとと考えると、アラニンは50℃よりも高い温度で生成量が増加することが分かった。一方、グリシンは5℃くらいの低温であっても生成した。
今回の実験では温度が高いほど、アンモニアの割合が高いほどアミノ酸は生成しやすいことが示唆された。出発組成や温度の変化に対する評価を通して、さまざまな組成を持つ小天体でのアミノ酸形成の可能性について理解が進むことが期待される。
参考文献
[1] G. D. Cody et al., PNAS 2011, 108, 19171-16.
[2] Y. Kebukawa et al., Sci. Adv. 2017, 3, e1602093.
[3]W. Elmasry et al. Life 2021, 11, 32.