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探索生命为何向左转之谜

未解之谜 2018-02-08 13:07

  地球生命向左转

  氨基酸是生命的基本结构单位,它们也是一种手性分子。手性是两种分子在结构上像左右手一样呈镜像对称,却无论怎样旋转也不会重合。它们的化学性质完全相同,在微观上分子结构呈手性,在宏观上它们的结晶体也呈手性。已经发现的氨基酸有20多个种类,除了最简单的甘氨酸以外,所有的氨基酸都是手性的。通过偏振光检验,人们发现除了少数动物或昆虫的特定器官内含有少量的右旋氨基酸之外,组成地球生命体的几乎都是左旋氨基酸,而没有右旋版。

“生物分子中存在着手性,左旋氨基酸右旋糖类,这是识别不同分子的一个重要性质,也是生命的先决条件。”美国国家航空航天局(NASA)戈达德中心天体生物学分析实验室的詹森·德沃金说,尽管右旋氨基酸的生命形式也有可能运转良好,但它们不能混合。“混合了左旋和右旋氨基酸的人工蛋白质,是无法运转的。”右旋分子是人体生命的克星!因为人是由左旋氨基酸组成的生命体,它不能很好地代谢右旋分子,所以食用含有右旋分子的药物就会成为负担,甚至造成对生命体的损害。

然而用一般人工方法合成的氨基酸,都会产生等量的左旋和右旋版。因此人们假设,在地球生命起源以前,左手性分子和右手性分子是等量混合的。但这种状态逐渐演变成了只产出一种手性的分子,生命(至少地球生命)的左旋化是怎样开始的?

陨星碎片的答案

2000年1月,一颗大号流星在加拿大英属哥伦比亚上空爆炸,碎片雨点般落在塔吉什湖冰面,许多人目睹了这些火球,并在几天内收集了陨星碎片,冰冻保存以避免受到地球生命的污染。最近,NASA的天文学家对这些陨星碎片进行了深入分析,发现其中额能蕴藏着解释生命手性起源的答案。

“为何所有已知的生命都只用左旋氨基酸来构建蛋白质?”NASA戈达德航天飞行中心的丹尼尔·格莱温说,“我们对陨石内部的氨基酸进行了分析,发现了一个可能的解释。”他们的研究发表在最近出版的《陨星与行星科学》杂志上。论文提出了迄今最有力的证据,小行星内的液态水导致了陨石内某种普通的蛋白质氨基酸对左旋的偏爱超过右旋。但这一结果也使寻找地外生命的任务更加复杂。

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