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人體為什么有左旋和右旋(手性)之分?

來源:泰然健康網(wǎng) 時間:2024年12月28日 20:23

1、人體為什么有左右旋(手性)之分?

生命是由碳元素組成的,碳原子在形成有機分子的時候,4個原子或基團可以通過4根共價鍵形成三維的空間結(jié)構(gòu)。由于相連的原子或基團不同,它會形成兩種分子結(jié)構(gòu)。雖然這兩種分子擁有完全一樣的物理、化學性質(zhì),它們依然是兩種分子。這種情形像是鏡子里和鏡子外的物體那樣,看上去互為對應。由于是三維結(jié)構(gòu),它們不管怎樣旋轉(zhuǎn)都不會重合,就像我們的左手和右手那樣,所以又叫手性分子。

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2、人體是左旋還是右旋?

生命最基本的東西氨基酸也有手性(左右)之分。檢驗手性的最好方法就是,讓一束偏振光通過它,使偏振光發(fā)生左旋的是左旋氨基酸,反之則是右旋氨基酸。通過這種方法的檢驗,人們發(fā)現(xiàn)了一個令人震驚的事實,那就是除了少數(shù)動物或昆蟲的特定器官內(nèi)含有少量的右旋氨基酸之外,組成地球生命體的幾乎都是左旋氨基酸,而沒有右旋氨基酸!

3、右旋體有什么危害?

右旋分子是人體生命的克星,因為人是由左旋氨基酸組成的生命體,它不能很好地代謝右旋分子,所以食用含有右旋分子的藥物就會成為負擔,甚至造成對生命體的損害。上個世紀60年代,有一個叫典子的日本姑娘,她天生沒有雙臂,可是她用雙腳學會了寫字、做飯、穿衣,而且還學會了游泳,完全做到了生活自理。她的事跡感動了許許多多的人,人們在關(guān)心典子的同時也不禁會問;典子的父母都是健康的正常人,為什么典子會天生沒有雙臂呢?與不幸的典子一樣來到這個世界的殘疾嬰兒在全世界有好幾萬。后來發(fā)現(xiàn),之所以會發(fā)生這樣的悲劇只因為她的母親服用了一種叫“反應?!钡乃幬?。反應停里的一種分子具有治療作用,可以減輕孕婦的早期妊娠反應,但是它的對映體(右旋體)卻使用藥的母親生下了殘疾的孩子。

4、為什么藥物必須考慮手性問題?

正是有了60年代的這個教訓,所以現(xiàn)在的藥物在研制成功后,都要經(jīng)過嚴格的生物活性和毒性試驗,以避免其中所含的另一種手性分子對人體的危害。在化學合成中,這兩種分子出現(xiàn)的比例是相等的,所以對于醫(yī)藥公司來說,每生產(chǎn)一種藥物,最好要把另一半分離出來。但是,這個造福人類的技術(shù)還被某些國家所壟斷,人們只好多花錢才能享受到。如已經(jīng)用于臨床的降血壓“左旋氨氯地平”,治療甲減的“左旋甲狀腺素”,抗菌的“左旋氧佛沙星”等。

5、為什么地球上的生命都是由左旋氨基酸組成的呢?

  現(xiàn)代科學從隕石的研究發(fā)現(xiàn),地球的的生命來自太空。有學說認為早期地球在隨著太陽經(jīng)過銀河系的某一旋臂時,由于星際磁場的原因,使左旋氨基酸的形成占據(jù)了主導地位;也有人認為,太陽系塵埃和氣體在形成之初,某些化學過程導致了這一現(xiàn)象。也有研究推測在太陽星云輻射的條件下,比如偏振紫外線或附近恒星的輻射產(chǎn)生了左旋氨基酸,或破壞了右旋氨基酸,導致了最初一點微小的左旋過量。在小行星內(nèi),最初的左旋過量經(jīng)一種類似于結(jié)晶化的過程而被放大。小行星和隕石碰撞將這些物質(zhì)帶到了地球,左旋氨基酸可能被并入正在出現(xiàn)的生命中,同樣經(jīng)由結(jié)晶化過程使得左旋氨基酸富集起來。在地球上河流、湖泊和海洋底部的古老沉積物中,都發(fā)現(xiàn)有這種類似的左旋富集。因此地球上就只有左旋氨基酸生命了。

6、是否存在一個右旋世界?

  我們知道,人的左手和右手并無本質(zhì)上的差別,它們應該有著相同的作用。但是,絕大部分人都習慣使用右手,而不習慣使用左手,盡管如此,左撇子依然存在。在自然界的各個方面,尤其是物理和化學中,都廣泛地存在著許多對稱的概念:帶負電的電子與帶正電的反電子,磁場的南極和北極,以及化學中的分解和合成反應。就連遙遠的河外星系也存在著正旋和逆旋的旋渦結(jié)構(gòu)??茖W家們不禁感到疑惑:這是否在提示我們在宇宙中存在著一種奇特的普適性的對稱規(guī)律?地球上沒有右旋氨基酸生命,但是,按照手性的原則,它們確實是可能存在的,于是有人提出設(shè)想:在某一星球上,存在著一種由右旋氨基酸組成的生命。他們是地球生命的對映體!

  假如有一天你遇見了外星人,為了表示作為地球人的友好態(tài)度,你打算請他回家喝一杯,在干杯之前,你一定要記得問問他們的氨基酸是右手性還是左手性的。如果是左手性的那就可以快樂的干杯。如果是右手性的,你可就得費點事——麻煩你去拿瓶右手性的啤酒!

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