左手右手大不同

旭晴

雙手合十，兩只手面對面地重合叫做“對映”。你把右手貼在鏡子表面，可以從鏡子中看到另一只手，影像中的手好像你的左手，這就是對映。觀察照片和底片，也是一種對映關(guān)系。因?yàn)閮煞N片子上的像恰好相反，常常把照片和底片分別叫做正片和負(fù)片。

化學(xué)分子之間也存在著一種對映關(guān)系，并且把存在這種關(guān)系的分子叫做“手性分子”。在我們的印象中，只要組成一個(gè)分子的化學(xué)成分相同，就應(yīng)該是同一種分子，尼古丁就是尼古丁，不會有什么不同。出人意料的是，尼古丁居然有兩種，好像一對雙胞胎。這種分子就屬于“手性分子”。

為什么會有不同？

原來，盡管組成分子的原子相同，他們的空間結(jié)構(gòu)卻會出現(xiàn)不同。拿乳酸分子來說，它含有碳，碳的4個(gè)單鍵連接著4個(gè)原子，其中1個(gè)原子是氫，氫可能在碳的左邊，也可能在碳的右邊，就像左右手的拇指各朝向一邊；再從氫出發(fā)，數(shù)到另外3個(gè)原子，也會發(fā)現(xiàn)有順時(shí)針和逆時(shí)針兩種方向。這說明，組成乳酸的原子盡管相同，由于原子的空間位置不同，會出現(xiàn)兩種異形體。

接下來，就出現(xiàn)了難以理解的問題，上面提到尼古丁有兩種，就是指兩種異構(gòu)體，雖然把它們比做雙胞胎，性質(zhì)卻各不相同，一種尼古丁有毒，另一種卻毒性很小。再比如，味精也有異構(gòu)體，一種味道是甜的，另一種卻是苦的。

這種現(xiàn)象引起了藥物學(xué)家的注意，有一種藥叫反應(yīng)停，也有兩種異構(gòu)體：其中一種是鎮(zhèn)靜藥；而另一種服用以后不但不起鎮(zhèn)靜作用，反而有副作用，孕婦服用以后可能產(chǎn)生畸形胎。于是，就必須研究為什么異構(gòu)體的作用不一樣，是不是存在著手與手套的關(guān)系？

按照常識，左手只能套在左手套里，手和手套要相互匹配，藥物分子必須與體內(nèi)的接受分子相互識別、相互匹配才起作用。這只是一種推測，但不管是什么原因，研究藥物的時(shí)候都要特別注意，一種藥物有兩種異構(gòu)體的時(shí)候，應(yīng)該選用能成為藥的那一種，而不要選擇它的對映體。這種只含單一對映體的藥物，就叫做“手性藥物”。

手性藥物的研究，最近10年有很大的發(fā)展，從應(yīng)用角度找到了許多對映體，比如已經(jīng)知道的氯霉素有兩種，盡管組成分子相同，但一種能抗菌，另一種幾乎不抗菌。為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象，還說不太清楚。這個(gè)問題先擱在一邊，再擴(kuò)大一下眼光，就會看到一個(gè)更大的問題，生物體內(nèi)普遍存在手性分子。

生物體，從微生物到人類，體內(nèi)都有蛋白質(zhì)和核酸。蛋白質(zhì)也有異構(gòu)體，按照常規(guī)，異構(gòu)體應(yīng)該有兩種：L型和D型。蛋白質(zhì)分為20種氨基酸，有19種是L型。再說核酸，即常說的DNA和RNA中的糖，也不是L型和D型共存，而是全部都是D型，手性均一。

手性均一，總是有原因的。原因是什么，現(xiàn)在還沒有人說得清，這是個(gè)難題。

蛋白質(zhì)和核酸是生物體內(nèi)最基本的物質(zhì)，每一個(gè)細(xì)胞都含有蛋白質(zhì)和核酸。核酸內(nèi)含有遺傳密碼，根據(jù)這些密碼，生物體才得以生存和繁殖。于是，就有了這種看法，手性均一是生命必需的，沒有手性就沒有生命。

科學(xué)家都同意這種說法，這種說法承認(rèn)了手性的重要性?？墒牵f到手性的起源，分歧就來了。有的說，有了手性才可能形成生命，手性是生命起源的條件。還有的說，手性是生命進(jìn)化的產(chǎn)物，是在生命進(jìn)化的過程中形成的。這個(gè)問題還涉及生命起源于地球還是起源于宇宙。

還有人說，存在一種神秘的生命選擇力，從生命體內(nèi)的D型和L型分子中挑選了一半，使蛋白質(zhì)多選擇了L型，促使核酸（DNA和RNA）只選擇了D型。

當(dāng)然，神秘生命選擇力是不存在的，于是，人們就去尋找物理力，希望找到電場、磁場、重力場對分子的影響。這種研究的理論前提是說，本來存在著D型和L型分子，在物理力的影響下，產(chǎn)生了單一的生物分子。

更有吸引力的說法是，由于不守恒，弱相互作用使手性分子對映體的電子能有差別，使分子產(chǎn)生相變，通過自我催化，最后形成了手性分子。