益生元代谢途径的研究主要基于非
生物地复制还原性
柠檬酸循环。虽然从简约的角度来看很有吸引力,但使用
金属/矿物介导的还原的尝试已经产生了具有低效和不受控制的反应的复杂混合物。在这里,我们表明
氰化物作为一种温和而有效的还原剂,可介导
三羧酸中间体和衍
生物的非
生物转化。
氰化物加合物的
水解以及随后的脱羧作用能够将
草酰乙酸还原为
苹果酸,将
富马酸还原为
琥珀酸,而
丙酮酸和α-酮
戊二酸本身不会被还原。在
乙醛酸、
丙二酸和
丙二腈存在下,出现了替代途径,绕过具有挑战性的还原羧化步骤,以产生在陨石中发现的代谢中间体和化合物。这些结果表明了当今代谢的一个更简单的益生元前身,涉及一种没有
草酰乙酸和α-酮
戊二酸的还原
乙醛酸途径——这意味着现存的代谢还原羧化
化学是由复杂的
金属蛋白介导的进化发明。