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解析左旋生命分子起源之谜:光线偏振

来源:网络转载 2016-08-13 21:10:06 编辑: 49363网 查看:

  

  地球上的生命都偏向于使用往同一方向旋转的大分子,而不是另外一个方向(手性分子),这很可能是由于恒星光芒对形成行星的星云照射的原因。如果这个观点正确,那么地球上的生命分子可能最初来源于宇宙中的某个角落。

  在地球上,组成生命的有机分子通常都具有手性,也就是说有两种分子互为镜像,就像左手和右手的关系,造成这种现象的原因很可能是由于太空中照射到这些分子上的光线。所有的光线都像开瓶器一样,要么往一个方向旋转,要么往另一个方向旋转,光线的这种性质叫做“圆偏振”(circular polarization)。往一个方向旋转的偏振光会破坏手性分子中的一半分子。

  

  为了探测外太空中光线的偏振方向,天文学家把焦点集中在了天蝎座方向,距离地球5500光年的猫掌星云上,这片星云是银河系内形成恒星最活跃的区域之一。科学家发现,该星云发出的光线中大约有22%是圆偏振。这是在恒星形成区域发现的最大比例的圆偏振光现象,或许表明圆偏振光在恒星和行星的形成区域普遍存在。

  

  天文学家模拟表明,这样大比例的圆偏振光的存在是由于围绕在恒星周围的尘埃颗粒。星云中的磁场对尘埃颗粒进行约束和排列,恒星的光线在排列规则的尘埃颗粒上发生散射,形成圆偏振光。

  星云中的化学反应可以形成氨基酸分子,这些分子的手性取决于照射到它们身上的光线的偏振方向。科学家认为,地球上的左旋氨基酸很可能是由太空中的陨石带来的,这造成了左旋氨基酸较右旋氨基酸的优势地位。

  

  化学纳米技术可实现光线控制药物疗效

  巴塞罗那大学资深教授欧尼斯特-吉拉尔特以“设计、合成和构造缩氨酸和蛋白质”获得了2011年西班牙国家研究奖,他人工合成两种缩氨酸(小型蛋白质),在光线照射下能够变形,可实现开启和关闭一种特殊蛋白质之间的交互作用。目前,基于这项最新化学纳米技术,可成功研制光线控制的药物。

  这两种蛋白质的结合存在着内吞作用,在这一过程中,蛋白质细胞允许分子交叉在细胞膜表面或者进入其中。吉拉尔解释称,感光缩氨酸的作用相当于交通信号灯,在细胞内吞作用中呈现出“红灯和绿灯”,同时,它也是细胞生物学的一个强大工具。

  

  西班牙科学家最新研制新型缩氨酸分子,受光线控制,可像交通信号灯一样开启关闭蛋白质之间的交互反应

  塔拉戈纳生物工程研究所“纳米探测器和纳米开关”实验室主管波尔-戈罗斯蒂萨说:“这些分子使我们聚焦光线便能控制生物进程,并对它们进行研究分析。该创新研究有助于科学家研制用于化学-医学应用的缩氨酸。”