Bioenergetik: Offener Zugang  

Abstrakt

Die Entstehung der Bioenergetik: Die Bildung eines Gluconeogenese-Systems und eines reduktiven Pentosephosphat-Weges zur CO2-Fixierung in antiken hydrothermalen Systemen

Sergey A. Marakushev und Ol'ga V. Belonogova

Der Ursprung des Phosphorstoffwechsels ist eines der zentralen Probleme im Zusammenhang mit der Entstehung des Lebens auf der Erde. Es wurde nachgewiesen, dass das C–H–O-System unter dem Einfluss eines chemischen Phosphorpotentials in ein Vierkomponentensystem C–H–O–P umgewandelt werden kann, wobei sich unter einem möglichen hydrothermalen Zustand im Archaikum ein Glukoneogeneseweg bildet. Dieses System wurde zur Energieversorgungsgrundlage für den Protometabolismus und erleichterte die Bildung eines neuen CO2-Fixierungszyklus (des reduktiven Pentosephosphatwegs).
Der modulare Aufbau des zentralen Stoffwechsels im C–H–O–P-System leitet sich von den Paragenesen (Assoziationen) bestimmter Substanzen ab, und die entstehenden Module verbinden sich wiederum unter bestimmten physikalischen und chemischen hydrothermalen Bedingungen miteinander. Die Zusammensetzung von Malat, Oxalacetat, Pyruvat und Phosphoenolpyruvat ist ein reversibler „drehkreuzartiger“ Mechanismus mit einem Wechsel der Reaktionsrichtung, der den Trend der Entwicklung spezifischer Stoffwechselsysteme bestimmt.