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东京科学大学陈辰、Tony Z. Jia/中科院广州地化所蚁瑞钦《PNAS》: 从酒石酸聚合的手性偏好窥探生命分子手性起源的奥秘

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2025-03-23 07:50
    

主要观点总结

该文章探讨了生命起源过程中手性筛选机制的科学问题,尤其是酒石酸在生命分子手性起源中的作用。研究结合模拟实验展示了酒石酸在钙离子作用下实现手性偏好的聚合反应,揭示了环境因素如何影响手性分子的选择性聚合和演化。研究涉及前生命化学、手性化学等领域,有助于揭示生命分子手性偏好的起源。

关键观点总结

关键观点1: 手性分子在生命起源中的重要性及其筛选机制的科学问题

生命体系中的生物分子具有手性偏好,如氨基酸几乎都是左旋(L型)。在生命起源过程中,必然存在某种手性筛选机制。该文章探讨了这种机制的可能来源和影响因素。

关键观点2: 酒石酸在手性化学发展中的重要性

酒石酸是手性研究的奠基者,被观察到在葡萄酒发酵后形成酒石酸盐晶体,揭示了分子手性的概念。它在手性化学的发展史上具有重要地位。

关键观点3: 酒石酸在模拟早期地球环境中的手性选择性聚合

研究团队结合模拟实验展示了酒石酸在钙离子作用下,通过结晶调控单体手性偏差,并进一步影响后续的聚合反应。揭示了环境因素如钙离子对酒石酸手性聚合的影响。

关键观点4: 研究意义与影响

该研究为理解早期地球手性起源提供了新的视角,为探索生命起源的化学机制提供了新的理论支持。此外,该研究还拓展了寻找地外生命的思路,对天体生物学的研究具有指导意义。同时,该研究有望推动新型手性聚合物材料的设计与应用。


文章预览

生命起源是科学界长期关注的核心问题,而生物分子的手性偏好更是其中一个关键谜团。我们知道,地球上的生物分子具有高度的手性选择性,例如氨基酸几乎都是左旋(L型),而糖类则主要是右旋(D型)。然而,在前生命化学的研究中,非生物途径合成的有机分子通常是外消旋混合物(D型和L型比例相等),缺乏这种手性偏好。例如,著名的米勒-尤里实验(Miller-Urey Experiment)模拟早期地球环境并成功合成了氨基酸,但所得产物并未表现出生命体系中的手性选择性。这表明,在生命起源过程中,必然存在某种手性筛选机制,促使生命最终偏向于特定的分子手性。然而,这一机制目前科学界仍未有定论。 有意思的是,科学家在碳质球粒陨石中发现了一些氨基酸和有机酸具有轻微的手性偏差,虽然这些有机物同样也是通过非生物途径形成的,这表明 ………………………………

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