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生命之初
送交者: 摩訶笨蛋 2010年06月14日10:40:03 於 [教育學術] 發送悄悄話
這個話題教徒們肯定有興趣。我前面轉貼了手性分子的科普文章,就是做個準備,為了讓更多人能明白我要說什麼。幾個教徒以為我轉貼那個文章本身就是我的觀點,抓住救命稻草想露出頭來個深呼吸,實在是離題萬里了。

當初恩格斯曾說,如果有一天能夠人工合成蛋白質,生命的奧秘也就探明了。這種說法,就是他那個時代對生命科學的理解。今天看來,胰島素合成都已經是幾十年前的事情了,生命的形成機制還遠遠沒有解決。但是隨着分子生物學和生物化學的飛速發展,我們看到科學研究成果已經迅速向答案接近了。

其中一個話題就是:如果最初的氨基酸都是隨機生成的,那麼這些氨基酸必然是左旋右旋的混合物,而不是像目前地球上的生命那樣完全是左旋氨基酸構成蛋白質。這就是老全說的左旋蛋白質對生命的意義。嚴格來說,是手性氨基酸對生命的意義,老全從紐約時報引述的話本身就不嚴密。換句話說,當初第一批氨基酸如果是右旋的話,今天地球上的生命就都是由右旋氨基酸構成,這也完全沒有問題,根本不存在什麼左旋的偉大意義。生命的延續在於自我複製,地球上是蛋白質依靠水為溶劑進行代謝,在其他星球上可能是其他物質,未必需要水。只要能自我複製,就是廣義上的生命。

生物化學反應,基本都是在生物催化劑下,在常溫常壓條件下進行的。今天我們可以用手性催化劑,用沒有手性的原料合成手性物質,這都不算什麼高難技術。我們是否可以設想,最初形成氨基酸的催化劑本身具有手性?

在加拿大某大學讀研究生的時候,曾在課堂上討論過一個發表在某科學雜誌上的論文。大致內容就是:一種沒有手性的有機化合物,在控制條件的情況下,可以生成有手性的晶體。這個實驗可以重複,晶體的手性可能是左旋,也可能是右旋,並且每種手性的概率是1/2。當時我發言說,最初生命的形成和可能與這個機理有關,一個教授提問:那就是說我們都可能是來自一個晶體嗎?並且接着說了一句:This is a serious question.

當然現在回想起來,我的想法還很粗糙。我們是否可以設想,最初的氨基酸形成所依賴的催化劑就是這樣從無手性的化合物形成的有手性的晶體,或者說最原始的酶?如果是這樣,我們地球上所有生命的氨基酸都是左旋和右旋的概率當初是一樣的,只不過左旋恰好有了進一步發展的機會。

米勒實驗模擬原始地球的大氣和水,生成的有機分子只能是無手性或者外消旋混合物,但是從無手性化合物能生成有手性的晶體就給了今後生成單一手性有機化合物創造了條件。手性分子對生命的意義是毫無疑問的,但是從無手性到有手性不需要神。
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