【生命的手性  3.】

（3.  巴斯德提出生命的判据）

       生命机体中的生物大分子的手性均一化，即手性破缺导致生命的手性。这种手性特征决定了生命的生物功能。正是因为这些生物大分子选择了手性，使得由手性分子构成的各种组织器官形成了具有旋光性的手性环境。亦如手性分子之父巴斯德所说：分子的旋光性也许是生命的唯一判据，因为自然有机物的分子的不对称性是至今在死的化学和活的化学之间唯一明确的分界线。这意思或可包含：手性破缺或手性均一性是生命力的基础？

       旋光性与生命的联系经历了一段非凡的认知经历：自1811年法国物理学家阿拉果（Arago）发现单色偏振光透过石英晶体时，偏振光平面发生了一定角度的旋转。在类似水晶这种各向异性的晶体结构中总能找到两种呈镜像对称但不能重合的对映晶体，它们的旋光性是等值相反的。然而当它们的晶体结构被破坏后，其旋光性就消失了。1847年，法国生物学家巴斯德（L· Pasteur）开始研究影响葡萄酒品质的酒石酸，在这之前，人们已知道右旋酒石酸（旋光度为+12°）的存在，还在葡萄酒的沉淀中发现了没有旋光性的”葡萄酸“，而两者的化学成分是完全相同的。巴斯德类比推测：水晶之所以有右旋水晶和左旋水晶，是因为它们的晶体结构不同。那么酒石酸是否有对映的结晶体呢？1848年巴斯德实验制成了若干的酒石酸晶体，在显微镜下，他发现了两种类似右旋水晶和左旋水晶的两种晶型，其中左旋酒石酸的旋光度与右旋的等值相反（-12°）, 而当左右旋的酒石酸结晶等量混合的时候，其旋光度消失了，这就是所谓的“葡萄酸”，其实就是酒石酸的外消旋体。接下来，巴斯德又进一步思考，水晶固体有旋光性而制成溶液后没有旋光性，然而酒石酸则不同，左右旋的酒石酸其结晶有旋光性，分别制成溶液后仍然有不同的旋光性。于是巴斯德大胆推测，这是与其分子结构有关。左旋和右旋的酒石酸分子的组成相同，构型不同。巴斯德提出四面体的不对称构型，因而形成两种“镜像对称不重合”的对映体异构分子，这很好解释了酒石酸存在左右旋、外消旋和内消旋四种异构体的状况。后来在1903年英国物理学家开尔文勋爵（Lord Kelvin）提出“手性（Chirlity）”这一科学术语。于是巴斯德就成了当然的“手性分子之父”。继这之后，生命科学中的基石—各种生物大分子被发现都是手性的，因为手性均一化，或者手性对称性破缺，导致构成生物大分子的主要基础物质是L型氨基酸和D型单糖，由于它们组合成的蛋白质和RNA、DNA都带有确定的旋光性，并且这些旋光性在生命发生变化或终止时就会发生明确的变化，因此说，生命与生物大分子的手性及其旋光性有必然联系。故此巴斯德说分子的旋光性是生命的唯一判据。

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