生命化学被认为是一个具有自催化能力的化学反应网络，该网络涉及六大关键元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷的耦合转化。在原始缺磷的环境下可能存在一个包含碳、氢、氧、氮、硫的化学反应网络，该反应网络推动了原始代谢网络的产生与发展，促使早期地球从地球化学向生物化学演化。 

　　本研究发现HCO₃^-，SO₃^2-/SO₄^2-以及NH₄⁺在温和水热条件下可通过亚硫酸盐/硫酸盐还原耦合厌氧氨氧化（Sammox）驱动生成多肽。生成的多肽由15种蛋白质氨基酸组成，这些多肽为Sammox驱动的化学反应网络提供了自催化功能。在可变的温度范围和固定温度下，多肽在亚硫酸盐驱动的Sammox体系以及硫酸盐驱动的Sammox体系中表现出相反的催化作用，从而表现出跷跷板式的催化特性。这一特性使Sammox驱动的化学反应网络在任何时候都具备合成和分解反应，其可优先破坏无功能的肽段，保留具有高底物特异性或（和）新功能的肽段，这一特点对该化学反应网络实现可持续性与进化至关重要。此外，亚硫酸盐驱动的Sammox化学反应网络生成的多肽还可以催化Sammox和厌氧氨氧化（Anammox）反应。本研究推测在温和的水热条件下，Sammox驱动的包含HCO₃^-，SO₃^2-/SO₄^2-以及NH₄⁺的化学反应网络是驱动生命起源的关键；Sammox和Anammox是比较原始的微生物产能代谢途径。

 　　研究成果于2022年3月9日以A thermodynamic chemical reaction network drove autocatalytic prebiotic peptides formation为题发表在国际期刊Geochimica et Cosmochimica Acta上，中国科学院城市环境所鲍鹏副研究员为通讯作者，该研究得到国家自然科学基金（42077287, 41571240）以及宁波市公益项目（202002N3101）的资助。 

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图1. 非平衡热力学环境中，Sammox驱动碳、氢、氧、氮、硫耦合转化产生稳态的概念模型，x=3，4

图2. Sammox驱动的化学反应网络中，多肽的产生及其催化特性示意图。