【天然的手性分子 1.】
(1. 天然手性分子的存在)
自然界广泛存在氨基酸,糖类物质,在自然界它们都是具有D、L构型的手性对映体。而在生物机体内都L-氨基酸和D-糖,因为手性均一化。
在植物中广泛存在的生物碱,如麻黄碱、奎宁和萜类等,大都是手性对映体。还有在发酵体内存在的许多酒石酸类的衍生物,均是手性分子。
除此外,在现代社会环境中,手性药物和手性农药等人工合成的手性分子在生产和运输过程中的泄漏,以及滥用和遗弃产生的环境手性污染物,都是在自然界广泛存在的手性物。
最近,加州理工学院的 Blake 组在美国天文学会(AAS)会议上宣布他们找到了星际空间中的首个手性分子 (B. McGuire & B. Carroll et al., 2016)—环氧丙环(如下图)。外媒给予了大量的头条报道。为什么这个发现如此重要呢?因为手性分子的问题和宇宙中的生命起源息息相关。这是人类探索生命起源路上又一个里程碑。
环氧丙烷的发现给我们很大的信心:星际空间中存在手性分子。因此,使用射电望远镜继续搜寻将成为一个很重要的任务。这继续搜寻包括三个方面:
1. 继续在其他天体源中搜寻环氧丙烷。另一个包含大量分子的恒星形成区域,猎户座大星云,应该会是很好的目标。鉴于环氧丙烷分子也不是很大,丰度相对可能较高,如果使用 ALMA 能在原恒星甚至行星盘中探测到它,那又是大新闻。
2. 继续在其他射电波段搜寻它,并使用干涉阵列绘制分子的区域分布。不同波段通常可以探测到分子云的不同区域和不同物理环境。我们不仅要了解到星际分子的存在,更需要知道它们的空间分布和所处的物理环境。不同的物理环境代表着不同的化学反应途径,而只有了解了这些信息,我们才能知道在星际空间中,手性分子究竟是如何被合成的。
3. 继续搜寻其他手性分子。能找到更大的手性分子吗?能找到手性的生命前体(prebiotic)分子(氨基酸、糖)吗?
从人类发现宇宙中的电波,到发现宇宙中有机分子的电波,花了差不多半个世纪。从得知星际空间中存在分子,到发现星际空间中存在手性分子,又花了差不多半个世纪。下一个五十年,我们还会有什么发现呢?搜寻之路漫漫,只为一个信念:茫茫宇宙中,星际手性分子能启示我们什么呢? 关于地球外的生命起源能解释到什么密码信息?
丰都智愚河畔环境技术工作室