常温の⽔中で尿素とリン酸から⾼エネルギーリン酸化合物を⽣成 −⽣命の起源に迫る新しいリン酸化経路を提⽰−

2026-05-12 東京科学大学

東京科学大学と海洋研究開発機構（JAMSTEC）などの研究グループは、常温・中性付近の水中で、尿素とリン酸から高エネルギーリン酸化合物「カルバモイルリン酸」を生成できる新たな反応経路を発見した。研究では、尿素、亜硝酸イオン、リン酸を含む水溶液に硫化銅鉱物（コベライト）を加えることで、従来必要とされた高温加熱なしにリン酸化反応が進行することを確認した。さらに、核酸前駆体ウリジンを加えるとリン酸化体である5’-UMPが生成し、アスパラギン酸を加えると核酸塩基前駆体カルバモイルアスパラギン酸も形成された。これらは生命誕生以前の化学進化において重要な反応と考えられる。従来の生命起源研究では、高温環境を前提とする「代謝ファースト」と、温和な環境を必要とする「RNAワールド」仮説の両立が課題だったが、本研究は両者を結び付ける可能性を示した。今後は、ATPやRNAなど、より複雑な生体分子生成経路の解明につながると期待される。

図1. 尿素とリン酸からの高エネルギーリン酸生成の模式図
尿素、リン酸、亜硝酸イオンを含む中性付近の水溶液に硫化銅を加え、酸素を含まない雰囲気下、常温で撹拌操作を行った。その結果、硫化銅存在下でのみ高エネルギーリン酸を検出した。また、核酸前駆体であるヌクレオシドを添加した条件では、そのリン酸化反応が促されることも確認した。すなわち、常温の水中での核酸（RNA）の材料が生成することを示した。

＜関連情報＞

穏やかな水溶液条件下での尿素ニトロシル化による非酵素的カルバモイル化およびリン酸化 Nonenzymatic carbamoylation and phosphorylation via urea nitrosylation under mild aqueous conditions

Nishiki Tomizawa,Norio Kitadai,Shotaro Tagawa and Ryuhei Nakamura
Chemical Communications Published:23 Mar 2026
DOI:https://doi.org/10.1039/D5CC05999B

Abstract

Here, we present copper sulfide-promoted urea nitrosylation as a nonenzymatic means of carbamoylation, demonstrating a variety of prebiotically important reactions, including the formation of carbamoyl phosphate from urea and phosphate, the phosphorylation of uridine to uridine monophosphate, and the carbamoylation of aspartate at 25 °C and pH 6–7.