РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Нетолерантные молекулы: Химическая демократия

Исследование, посвященное «зеркальным» изомерам органических молекул, показало, что они демонстрируют самую настоящую нетерпимость друг по отношению к другу. Возможно, это – одна из причин того, что все мы состоим только из одного типа этих изомеров.
Популярная механика
Популярная механика редакция

Исследование, проведенное под руководством Расмиты Раваль (Rasmita Raval) было посвящено хиральным изомерам — «зеркальной» симметрии, свойственным некоторым молекулам. Как правая и левая руки во всем идентичны, только зеркально отображены друг относительно друга, так же симметричны и такие молекулы. Они довольно распространены — хиральность свойственна ДНК и сахарам, а также аминокислотам, из которых состоят белки всех живых организмов.

Загадка состоит в том, что если при химическом синтезе в равной пропорции появляются «левые» и «правые» изомеры, то все живые системы построены на основе лишь одних только «левых». Объяснить эту тайну жизни однозначно пока что не удается, хотя и выдвигается масса самых интересных и дерзких гипотез — об одной из них мы рассказывали в заметке «Несимметричная жизнь».

Итак, ученые исследовали поведение смеси хиральных изомеров — а точнее говоря, процесс формирования надмолекулярных структур, объединяющих большое количество молекул в упорядоченные образования (примерно как молекулы воды объединяются в снежинку). Известно, что хиральные изомеры демонстрируют полное отсутствие толерантности и образуют надмолекулярные структуры независимо друг от друга: «левые» группируются с «левыми», а «правые» — с «правыми».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Группа Расмиты Раваль показала, что если на поверхности присутствует равное количество тех и других изомеров, они образуют раздельно каждый свою надмолекулярную группу. Но даже самый небольшой дисбаланс в пользу того или другого оказывает самый драматический эффект. Изомеры демонстрируют настоящую ксенофобию: образовавшаяся в смеси структура из изомеров «большинства» препятствует образованию своей зеркальной «соперницы». Изомеры, которых оказалось даже немногим меньше, неспособны организоваться в упорядоченное образование.

Профессор Раваль комментирует: «Мы были очень удивлены таким результатом. Даже простая логика говорит о том, что левые и правые изомеры должны просто создавать собственные независимые структуры, размеры которых пропорциональны относительному содержанию этих изомеров в смеси.

Вместо того у нас проявляется настоящая молекулярная диктатура большинства, простая мажоритарная избирательная система: большинство диктует правила даже при незначительном перевесе, а меньшинство остается за бортом». Так, имея раствор из почти равного количества изомеров, мы можем прийти к структурам, образованным исключительно одним из них — причем, победитель получает всё, а побежденный так и остается разупорядоченным.

Возможно, эта работа британских ученых станет первым шагом к окончательному объяснению одной из самых интригующих загадок химии жизни на Земле — ее «левосторонности». Да и для практических применений она имеет большую ценность, ведь, скажем, фармацевтам известно, что некоторые вещества в «левой» форме могут оказывать полезные воздействия, а в «правой» — совсем наоборот.

По пресс-релизу University of Liverpool

Загрузка статьи...