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微觀世界的左撇子

手機:M版  分類:創業學院  編輯:蘭憂

  微觀世界的手性表現的更為顯著。

  化學中,許多分子組成相同但在空間結構上互成鏡象,稱之為手性分子。

  分子結構相對簡單的礦物的晶格就有左手性和右手性的。用眼睛觀察它們的結晶體,可明顯分辯出晶格的旋向。

  手性分子的識別可通過它的光學特徵進行,能使平面偏振光按順時針方向旋轉的為右旋體,反之為左旋體。這對雙胞胎左右撇子外貌上頗為相似,性情上卻往往大不一樣。

  有一則短篇科幻小說叫《技術錯誤》,記述一位叫尼爾松的工程師偶然在強電場作用下實現了鏡向反轉,他的左右側肢體換位了,他成為鏡象中的他。

  生活中和工作中的困難都可逐步克服,他卻面臨被餓死的危險。原因是一般人可吸收的維生素的分子旋向與他的消化系統不符!公司花巨資專門合成適於他的那種旋向的維生素,果真有效。尼爾松得救了,公司卻因高昂的費用瀕臨破產,不得不對這位倒霉的工程師再次實施鏡象反轉……

  科學幻想中的事情並非不在現實生活中出現。上個世紀歐洲曾給妊娠婦女服用一種叫“反應停”的葯來鎮痛和止咳。結果不少婦女生下“海豹嬰兒”,有的無頭,有的缺胳膊少腿,甚至手長在肩膀上。深入的研究發現,這種葯的右旋體的確有鎮靜作用,而左旋體卻有強烈的致畸作用。這次左撇子的亂子可惹大了,一下造出一萬兩千多個畸形兒!

  沉痛的教訓教育了人們,要仔細分析藥物的左撇子和右撇子。因為手性分子的性質有時相近,有時卻相去基遠。一種叫努特卡酮的香精,左旋的和右旋的化學式相同,香味竟相差750倍之多。四米唑左撇子胞兄是驅蟲葯,右撇子胞弟卻是抗抑鬱葯。左旋的甲狀腺素鈉確為甲狀腺激素,而右旋的甲狀腺素鈉實為一種降血脂葯。一些昆蟲的性引誘激素是手性分子,一種手性的只引誘雌性,而相對應的另一種手性的卻只吸引雄性。

  當我們說手性藥物有治療效果還是有毒副作用時,當然不僅僅是藥物分子旋向一方面的問題。比如嗅覺,對嗅覺發生感應的嗅覺器官本身的受體就是由手性分子構成,手性匹配才能產生可感受到的氣味。藥物的療效也在於生物器官受體本身的分子結構的旋向與藥物分子的旋向相匹配。

  如今手性藥物的開發被列在重要位置。利用手性技術將藥物中不起作用甚至有毒副作用的成分剔除,生產出具有單一旋向的純手性藥物,在治療疾病時療效更高,療程更短。藥物分子中的左撇子和右撇子這次可要分家了。現在這種純左撇子或右撇子的手性藥物的銷售額已佔全球藥物銷售額的三分之一,在最暢銷的 500種藥物中佔了一半以上,並還在不斷增長。

  手性分子在生命科學中占極為重要的地位。地球上所發現的生物氨基酸分子多為左旋的,一切天然的蛋白質都是由左旋的氨基酸組成。然而這些左旋的分子構建的遺傳物質DNA卻都是右旋的雙螺旋結構。現在只發現一種局部具有左旋的Z-DNA結構,且只是作為右旋雙螺旋結構的一種補充。

  為什麼生命選擇了右旋的DNA,這也許只有更深入的分子生物學研究才能回答。

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