Chemical evolution toward the origin of life

Pure and Applied Chemistry

Volumn 79, Issue 12, 2007, Pages 2101-2117

  Fitz, Daniel ^a   Reiner, Hannes ^a   Rode, Bernd Michael ^a  

^a UNIVERSITY OF INNSBRUCK   (Austria)

Author keywords

Amino acids; Chemical evolution; Origin of life; Peptides; Prebiotic chemistry

Indexed keywords

EID: 37149035580     PISSN: 00334545     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1351/pac200779122101     Document Type: Conference Paper

References (149)

1. L. E. Orgel. Cut. Rev. Biochem. Mol. Biol. 39, 99 (2004).
2. G. F. Joyce. Nature 418, 214 (2002).
3. S. J. Mojzsis, T. M. Harrison, R. T. Pidgeon. Nature 409, 178 (2001).
4. S. A. Wilde, J. W. Valley, W. H. Peck, C. M. Graham. Nature 409, 175 (2001).
5. C. Sagan, C. Chyba. Science 276, 1217 (1997).
6. J. F. Kasting. Science 276, 1213 (1997).
7. K. Ogura, C. T. Migita, T. Yamada. J. Photochem. Photobiol., A 49, 53 (1989).
8. U. H. Wiechert. Science 298, 2341 (2002).
9. H. D. Holland. Geochem. News 100, 20 (1999).
10. J. F. Kasting, J. L. Siefert. Science 296, 1066 (2002).
11. J. Levine, T. Augustsson, M. Natarajan. Orig. Life Evol. Biosph. 12, 245 (1982).
12. J. W. Delano. Orig. Life Evol. Biosph. 31, 311 (2001).
13. H. D. Holland. The Chemical Evolution of the Atmosphere and Oceans, pp. 29-127, Princeton University Press, Princeton (1984).
14. F. Tian, O. B. Toon, A. A. Pavlov, H. De Sterck. Science 308, 1014 (2005).
15. S. Miyakawa, H. Yamanashi, K. Kobayashi, H. J. Cleaves, S. L. Miller. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 14628 (2002).
16. A. P. Nutman, V. R. McGregor, C. R. L. Friend, V. C. Bennett, P. D. Kinny. Precambr. Res. 78, 1 (1996).
17. H. D. Holland. The Chemical Evolution of the Atmosphere and Oceans, pp. 129-191, Princeton University Press, Princeton (1984).
18. E. G. Nisbet, N. H. Sleep. Nature 409, 1083 (2001).
19. W. W. Rubey. The Origin and Evolution of Atmospheres and Oceans, John Wiley, New York (1964).
20. A. I. Oparin. The Origin of Life on Earth, Oliver & Boyd, Edinburgh (1957).
21. T. Owen, R. D. Cess, V. Ramanathan. Nature 277, 640 (1979).
22. J. F. Kasting, T. P. Ackerman. Science 234, 1383 (1986).
23. J. W. Schopf. Science 260, 640 (1993).
24. H. J. Hofmann, K. Grey, A. H. Hickman, R. Thorpe. Bull. Geol. Soc. Am. 111, 1256 (1999).
25. S. J. Mojzsis, G. Arrhenius, K. D. McKeegan, T. M. Harrison, A. P. Nutman, C. R. L. Friend. Nature 384, 55 (1996).
26. J. M. Hayes. Nature 384, 21 (1996).
27. S. L. Miller. Science 117, 528 (1953).
28. S. L. Miller. J. Am. Chem. Soc. 77, 2351 (1955).
29. J. L. Bada, A. Lazcano. Science 300, 745 (2003).
30. S. L. Miller, H. C. Urey, J. Oro. J. Mol. Evol. 9, 59 (1976).
31. K. Plankensteiner, H. Reiner, B. Schranz, B. M. Rode. Angew. Chem., Int. Ed. 43, 1886 (2004).
32. K. Plankensteiner, H. Reiner, B. M. Rode. Mol. Divers. 10, 3 (2005).
33. W. M. Garrison, D. C. Morrison, J. G. Hamilton, A. A. Benson, M. Calvin. Science 114, 416 (1951).
34. P. H. Abelson. Carnegie Inst. Wash. Yearbook 55, 171 (1956).
35. A. Bar-Nun, N. Bar-Nun, S. H. Bauer, C. Sagan. Science 168, 470 (1970).
36. K. Harada, S. W. Fox. Nature 201, 335 (1964).
37. J. G. Lawless, C. G. Boynton. Nature 243, 405 (1973).
38. W. Groth, H. V. Weyssenhoff. Naturwissenschaften 44, 510 (1957).
39. C. Sagan, B. N. Khare. Science 173, 417 (1971).
40. D. Yoshino, R. Haratsu, E. Anders. Geochim. Cosmochim. Acta 35, 927 (1971).
41. K. Kobayashi, M. Tsuchiya, T. Oshima, H. Yanagawa. Orig. Life Evol. Biosph. 20, 99 (1990).
42. C. Palm, M. Calvin. J. Am. Chem. Soc. 84, 2115 (1962).
43. S. Miyakawa, K. Kobayashi, A. B. Sawaoka. Adv. Space Res. 24, 465 (1999).
44. K. Kobayashi, H. Masuda, K. Ushio, A. Ohashi, H. Yamanashi, T. Kaneko, J. Takahashi, T. Hosokawa, H. Hashimoto, T. Saito. Adv. Space Res. 27, 207 (2001).
45. M. J. Russell, A. J. Hall, A. J. Boyce, A. E. Fallick. Econ. Geol. 100, 419 (2005).
46. G. Wächtershäuser. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87, 200 (1990).
47. G. Wächtershäuser. Science 289, 1307 (2000).
48. G. D. Cody, N. Z. Boctor, T. R. Filley, R. M. Hazen, J. H. Scott, A. Sharma, H. S. Yoder Jr. Science 289, 1337 (2000).
49. C. Huber, G. Wächtershäuser. Science 276, 245 (1997).
50. W. L. Marshall. Geochim. Cosmochim. Acta 58, 2099 (1994).
51. K. Kvenvolden, J. Lawless, K. Pering, E. Peterson, J. Flores, C. Ponnamperuma, I. R. Kaplan, C. Moore. Nature 228, 923 (1970).
52. K. A. Kvenvolden, J. G. Lawless, C. Ponnamperuma. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 68, 486 (1971).
53. R. V. Krishnamurthy, S. Epstein, J. R. Cronin, S. Pizzarello, G. U. Yuen. Geochim. Cosmochim. Acta 56, 4045 (1992).
54. M. P. Bernstein, J. P. Dworkin, S. A. Sandford, G. W. Cooper, L. J. Allamandola. Nature 416, 401 (2002).
55. D. C. B. Whittet. Orig. Life Evol. Biosph. 27, 249 (1997).
56. E. Pierazzo, C. F. Chyba. Meteoritics Planet. Sci. 34, 909 (1999).
57. A. M. Butlerov. C. R. Acad. Sci. 53, 145 (1861).
58. T. Mizuno, A. H. Weiss. Adv. Carbohydr. Chem. Biochem. 29, 173 (1974).
59. R. Breslow. Tetrahedron Lett. 21, 22 (1959).
60. P. Decker, H. Schweer, R. Pohlmann. J. Chromatogr., A 244, 281 (1982).
61. R. Shapiro. Orig. Life Evol. Biosph. 18, 71 (1988).
62. H. Ohmoto, Y. Watanabe, K. Kumazawa. Nature 429, 395 (2004).
63. A. Ricardo, M. A. Carrigan, A. N. Olcott, S. A. Benner. Science 303, 196 (2004).
64. J. B. Lambert, G. Lu, S. R. Singer, V. M. Kolb. J. Am. Chem. Soc. 126, 9611 (2004).
65. J. Oro. Nature 190, 289 (1961).
66. J. Oro. Nature 191, 1193 (1961).
67. J. Oro. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2, 407 (1960).
68. J. Oro, A. P. Kimball. Arch. Biochem. Biophys. 94, 217 (1961).
69. J. Oro, A. P. Kimball. Arch. Biochem. Biophys. 96, 293 (1962).
70. G. F. Joyce. Nature 338, 217 (1989).
71. J. P. Ferris, L. E. Orgel. J. Am. Chem. Soc. 87, 4976 (1965).
72. J. P. Ferris, L. E. Orgel. J. Am. Chem. Soc. 88, 1074 (1966).
73. J. P. Ferris, D. B. Donner, W. Lotz. J. Am. Chem. Soc. 94, 6968 (1972).
74. J. P. Ferris, W. J. Hagan Jr. Tetrahedron 40, 1093 (1984).
75. M. Levy, S. L. Miller, J. Oro. J. Mol. Evol. 49, 165 (1999).
76. J. P. Ferris. Biol. Bull. 196, 311 (1999).
77. L. E. Orgel. Orig. Life Evol. Biosph. 34, 361 (2004).
78. L. J. Gibson. Origins 20, 45 (1993).
79. G. F. Joyce, A. W. Schwartz, S. L. Miller, L. E. Orgel. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84, 4398 (1987).
80. A. Eschenmoser. Science 284, 2118 (1999).
81. J. P. Ferris. Orig. Life Evol. Biosph. 32, 311 (2002).
82. R. Isaac, J. Chmielewski. J. Am. Chem. Soc. 124, 6808 (2002).
83. D. E. Lee, J. R. Granja, J. A. Martinez, K. Severin, M. R. Ghadiri. Nature 382, 525 (1996).
84. S. Yao, I. Ghosh, R. Zutshi, J. Chmielewski. Nature 396, 447 (1998).
85. R. Larralde, M. P. Robertson, S. L. Miller. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92, 8158 (1995).
86. A. Lazcano, S. L. Miller. Cell 85, 793 (1996).
87. M. Levy, S. L. Miller. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95, 7933 (1998).
88. R. Shapiro. Orig. Life Evol. Biosph. 25, 83 (1995).
89. H. J. Cleaves, S. L. Miller. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95, 7260 (1998).
90. M. Eigen, P. Schuster. Naturwissenschaften 64, 541 (1977).
91. U. Niesert, D. Harnasch, C. Bresch. J. Mol. Evol. 17, 348 (1981).
92. F. Dyson. Origins of Life, pp. 48-71, Cambridge University Press, Cambridge (1999).
93. S. W. Fox, K. Harada. Science 128, 1214 (1958).
94. K. Harada, S. W. Fox. J. Am. Chem. Soc. 80, 2694 (1958).
95. S. W. Fox, K. Harada. J. Am. Chem. Soc. 82, 3745 (1960).
96. S. Andini, E. Benedetti, L. Ferrara, L. Paolillo, P. A. Temussi. Orig. Life Evol. Biosph. 6, 147 (1975).
97. C. Huber, G. Wächtershäuser. Science 281, 670 (1998).
98. C. Huber, W. Eisenreich, S. Hecht, G. Wächtershäuser. Science 301, 938 (2003).
99. E. Imai, H. Honda, K. Hatori, A. Brack, K. Matsuno. Science 283, 831 (1999).
100. J. J. Flores, J. O. Leckie. Nature 244, 435 (1973).
101. N. Chung, R. Lohrmann, L. E. Orgel, J. Rabinowitz. Tetrahedron 27, 1205 (1971).
102. L. A. Weber, J. M. Caroon, J. T. Warden, R. M. Lemmon, M. Calvin. Biosystems 8, 277 (1977).
103. H. Sawai, L. E. Orgel. J. Mol. Evol. 6, 185 (1975).
104. H. Sawai, R. Lohrmann, L. E. Orgel. J. Mol. Evol. 6, 165 (1975).
105. G. Steinman, R. M. Lemmon, M. Calvin. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 52, 27 (1964).
106. G. Steinman, M. N. Cole. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 58, 735 (1967).
107. J. Rabinowitz, J. Flores, R. Krebsbach, G. Rogers. Nature 224, 795 (1969).
108. J. Yamanaka, K. Inomata, Y. Yamagata. Orig. Life Evol. Biosph. 18, 165 (1988).
109. J. Rishpon, P. J. O'Hara, N. Lahav, J. G. Lawless. J. Mol. Evol. 18, 179 (1982).
110. N. Lahav, D. White, S. Chang. Science 201, 67 (1978).
111. J. J. Flores, W. A. Bonner. J. Mol. Evol. 3, 49 (1974).
112. J. Bujdak, K. Faybikova, A. H. Eder, Y. Yongyai, B. M. Rode. Orig. Life Evol. Biosph. 25, 431 (1995).
113. J. Bujdak, H. Slosiarikove, N. Texler, M. G. Schwendinger, B. M. Rode. Monatsh. Chem. 125, 1033 (1994).
114. V. A. Basiuk, T. Y. Gromovoy, V. G. Golovaty, A. M. Glukhoy. Orig. Life Evol. Biosph. 20, 483 (1990).
115. J. Bujdak, B. M. Rode. J. Mol. Evol. 45, 457 (1997).
116. J. Bujdak, B. M. Rode. Orig. Life Evol. Biosph. 29, 451 (1999).
117. J. Bujdak, B. M. Rode. Amino Acids 21, 281 (2001).
118. J. Bujdak, B. M. Rode. J. Therm. Anal. Calorim. 73, 797 (2003).
119. B. M. Rode. Peptides 20, 773 (1999).
120. B. M. Rode, Y. Suwannachot. Coord. Chem. Rev. 190-192, 1085 (1999).
121. J. P. Limtrakul, B. M. Rode. Monatsh. Chem. 116, 1377 (1985).
122. J. P. Limtrakul, S. Fujiwara, B. M. Rode. Anal. Sci. 1, 29 (1985).
123. M. G. Schwendinger, B. M. Rode. Anal. Sci. 5, 411 (1989).
124. B. M. Rode, M. G. Schwendinger. Orig. Life Evol. Biosph. 20, 401 (1990).
125. R. Tauler, B. M. Rode. Inorg. Chim. Acta 173, 93 (1990).
126. N. R. Texler, S. Holdway, G. W. Neilson, B. M. Rode. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 94, 59 (1998).
127. A. H. Eder, B. M. Rode. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1125 (1994).
128. S. Saetia, K. R. Liedl, A. H. Eder, B. M. Rode. Orig. Life Evol. Biosph. 23, 167 (1993).
129. H. L. Son, Y. Suwannachot, J. Bujdak, B. M. Rode. Inorg. Chim. Acta 272, 89 (1998).
130. B. M. Rode, H. L. Son, Y. Suwannachot, J. Bujdak. Orig. Life Evol. Biosph. 29, 273 (1999).
131. M. G. Schwendinger, R. Tauler, S. Saetia, K. R. Liedl, R. T. Kroemer, B. M. Rode. Inorg. Chim. Acta 228, 207 (1995).
132. B. M. Rode, A. H. Eder, Y. Yongyai. Inorg. Chim. Acta 254, 309 (1997).
133. Y. Suwannachot, B. M. Rode. Orig. Life Evol. Biosph. 28, 79 (1998).
134. K. Plankensteiner, A. Righi, B. M. Rode. Orig. Life Evol. Biosph. 32, 225 (2002).
135. K. Plankensteiner, H. Reiner, B. M. Rode. Orig. Life Evol. Biosph. 35, 411 (2005).
136. H. Reiner, K. Plankensteiner, D. Fitz, B. M. Rode. Chem. Biodivers. 3, 611 (2006).
137. K. Plankensteiner, H. Reiner, B. M. Rode. Peptides 26, 535 (2005).
138. K. Plankensteiner, A. Righi, B. M. Rode, R. Gargallo, J. Jaumot, R. Tauler. Inorg. Chim. Acta 357, 649 (2004).
139. D. Fitz, H. Reiner, K. Plankensteiner, B. M. Rode. Curr. Chem. Biol. 1, 41 (2007).
140. S. F. Mason, G. E. Tranter. Mol. Phys. 53, 1091 (1984).
141. L. D. Barron. Chem. Phys. Lett. 221, 311 (1994).
142. G. E. Tranter. Mol. Phys. 56, 825 (1985).
143. S. F. Mason, G. E. Tranter. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 117 (1983).
144. R. Berger, M. Quack. ChemPhysChem 1, 57 (2000).
145. J. K. Laerdahl, R. Wesendrup, P. Schwerdtfeger. ChemPhysChem 1, 60 (2000).
146. O. Carny, E. Gazit. FASEB J. 19, 1051 (2005).
147. S. Vauthey, S. Santoso, H. Gong, N. Watson, S. Zhang. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 5355 (2002).
148. S. Zhang, T. Holmes, C. Lockshin, A. Rich. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90, 3334 (1993).
149. S. C. McCleskey, M. J. Griffin, S. E. Schneider, J. T. McDevitt, E. V. Anslyn. J. Am. Chem. Soc. 125, 1114 (2003).