科学:通过镜子生活

2017-03-23 01:03:30

作者:PETER TEBBUTT如果像爱丽丝一样,我们可以通过镜子进入镜像世界,它会是什么样的更重要的是,我们能活下来吗科学家们现在已经在创造这样一个“通过镜子”的世界中取得了第一个进展斯蒂芬肯特和他在加利福尼亚州拉霍亚斯克里普斯研究中心的同事制作了第一种活性d-手性酶这种酶,d-HIV 1蛋白酶,是天然存在的l-HIV 1蛋白酶的镜像,这是一种来自HIV的酶,可裂解某些肽链(Science,vol 256,p 1445)手性是使左手手套与右手手套不同的特性,即使一个是另一个的精确镜像其中四个不同化学基团与中心碳原子连接的有机分子也是手性的,因为它们也可以以两种形式构建,通常标记为d和l,称为对映体自然本质上是手性的蛋白质几乎完全由1个氨基酸组成,而碳水化合物由d糖组成(两组中的标记没有任何意义这仅仅是它们分配方式的偶然结果)构件的手征性导致整体结构中的手性,就像相反形状的楔形物一起形成左手和右手螺旋形楼梯一样按照这个逻辑,肯特的小组用d-手性氨基酸制造了d-酶他们使用Merrifield蛋白质合成方法做到了这一点,它一次有效地建立了一种氨基酸蛋白质他使用传统的旋光方法来证明产品也是手性的这依赖于纯对映体的溶液旋转通过它们的光的偏振面的事实;相反的对映体以相反的方向旋转产物是手性的进一步证据是每种对映体仅裂解具有相同手性的肽链并且仅被相同手性的抑制剂抑制如果不是普遍的,这种特异性是典型的这种不自然的产品有什么用处并非所有蛋白质相互作用都是手性的就像我们的手形手可以操纵完美对称的物体 - 钢笔,蝙蝠,球等 - 所以铁硫蛋白质l-红素氧还原,结合非手性金属离子在即将发表在美国化学学会期刊上的一篇论文中,马里兰州约翰斯霍普金斯大学的Laura Zawadzke和Jeremy Berg制作了这种蛋白质的d版本,这与它在结合金属离子时的镜像效果一样好理论上,个体酶的非手性相互作用的缺陷可以用d-手性蛋白质处理这些药物可能会持续更长时间,因为身体降解蛋白质的天然机制无法打破它们 (出于同样的原因,我们很难生活在“镜片”世界,因为我们的身体无法处理土着蛋白质和碳水化合物)手性酶也可用于生产对映体纯的药物但正如Zawadzke和Berg的作品所表明的那样,有更直接的实际应用尽管大多数有机化学家都非常痛苦地分离它们合成的对映体混合物,但有时需要含有等量d和l形式的“外消旋”混合物例如,来自外消旋混合物的晶体对于使用X射线研究蛋白质结构是理想的因此,在进行X射线衍射分析之前,