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诺贝尔化学奖授予解开生命不对称之谜的科学家

诺贝尔化学奖授予法国科学家Henri B. Kagan和日本科学家Kenso Soai,表彰他们解开生命不对称之谜。两人阐明了手性分子——互为镜像的分子——如何被选择性产生,解释了生命为何只使用其中一种镜像形式。这一成果对药物研发意义重大,沙利度胺悲剧即是教训。诺贝尔委员会称,人类首次在实验室复现了生命诞生的关键化学过程。

来源:BBC Science

蓝色背景上的诺贝尔金奖章,奖章上刻有诺贝尔头像,右侧为罗马数字。

获奖者将获得诺贝尔奖章,以及1200万瑞典克朗(125万美元;90万英镑)奖金的一部分

作者:Victoria Gill 和 Esme Stallard BBC科学团队

诺贝尔化学奖被授予法国科学家Henri B. Kagan和日本的Kenso Soai,以表彰他们为生命不对称这一化学之谜提供了解决方案。

研究人员发现了自然界如何只制造分子的“正确版本”——而非其镜像。

例如,作为蛋白质基本构件的氨基酸分子,以两种互为镜像的形式存在。

但地球上的生命体只能依靠其中一种形式运作。两位诺贝尔奖得主回答了这样一个问题:为什么生命只偏爱这些镜像分子中的一种,而非另一种。

在有机化学中,这种特性被称为“手性”(chirality),因此手性分子同时具有右旋和左旋两种形式。

你可以把它们想象成我们的双手——并不完全相同,但互为镜像。

虽然自然界几乎只生产其运作所需的版本,但实验室中的化学反应通常会产生左旋和右旋分子各占一半的混合物。

在制药方面,这一点尤为重要,因为每种版本在与人体相互作用时的表现都不相同。

因此,其中一种可能具有对抗疾病的特性,而另一种则可能毫无作用,甚至造成伤害。

沙利度胺(Thalidomide)药物的研发就是这样一个例子。20世纪50年代,这种药曾被开给受孕吐困扰的孕妇。但它是一种手性分子——右旋版本是有效的治疗药物,而左旋版本则有毒。

最初提供的药物是两者的混合物,后来人们发现人体会在两种形式之间相互转换。结果是,服用该药物的女性所生的数千名儿童出现了严重残疾。

Kenso Soai今天上午通过电话在诺贝尔奖新闻发布会上表示:“这是我一生中最激动人心的日子之一。”

一名身穿灰色西装、系黑色领带的男子站在图片左侧,双手举起。他身后的屏幕上标有瑞典语和英语标题

诺贝尔化学奖委员会主席Heiner Linke解释手性分子如何像我们的双手一样具有镜像形式

通过解开手性之谜,Henri Kagan和Kenso Soai研究出了如何设计化学反应,从而产生远多于以往的所需版本的分子。

诺贝尔化学奖委员会主席Heiner Linke解释说:“Henri Kagan和Kenso Soai为一个存在了一个多世纪的化学之谜提供了解决方案:同手性——即分子的正确版本被选择性地产生——如何能够自发出现。”

“他们所开发的化学反应令人叹为观止。”

任职于巴黎第十一大学(Université Paris-Sud)的Henri Kagan于1986年首次发现了一种操控化学反应的新方法。这使他能够创造出超出此前认知的、更大过量的单一镜像分子。

来自东京理科大学的Kenso Soai在1995年迈出了下一步。他 [

2003年,他最终成功控制了一种反应,使两种可能的镜像中只有一种得以形成。

“除了生命本身之外,”诺贝尔奖委员会在一份声明中表示,“此前从未有人实现过这一壮举。”

在周三的新闻发布会上,Kenso Soai赞扬了该领域“许许多多、非常优秀的研究人员”。

英国皇家化学学会会长Robert Mokaya教授表示,这是“基础化学如何为解决社会面临的一些最重大挑战提供支撑的有力例证”。

他补充说:“不同的同分异构体(即分子的不同版本)可能产生完全不同的生物学和物理学效应,因此它们对于找到治疗各种疾病的有效药物至关重要。”

两只蜗牛一上一下、方向相反地趴在一块布满地衣斑点的灰色岩石上。

手性是动物特征的基础,比如蜗牛壳向右盘旋的方式

诺丁汉大学的Angus Davison教授研究手性生物学,他表示,这项获诺贝尔奖的化学研究可能有助于揭示生命偏爱“单一手性”的方式和原因。

他告诉BBC新闻:“以我们尚未完全理解的方式,生命基本构件的手性最终造就了本身也具有手性的身体。”

他解释说,这正是我们的心脏位于身体左侧、蜗牛壳向右盘旋的基础。

诺贝尔化学奖委员会成员Peter Somfai表示,获得今年奖项的研究已成为“我们对化学如何运作的基本理解”的一部分。

他说,揭示镜像如何被创造出来“可能是生命最根本的问题——因为大约40亿年前生命诞生时,这一过程曾以某种方式发生过。而现在,我们首次在实验室中复现了这一过程”。

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