左手右手大不同

旭晴

双手合十，两只手面对面地重合叫做“对映”。你把右手贴在镜子表面，可以从镜子中看到另一只手，影像中的手好像你的左手，这就是对映。观察照片和底片，也是一种对映关系。因为两种片子上的像恰好相反，常常把照片和底片分别叫做正片和负片。

化学分子之间也存在着一种对映关系，并且把存在这种关系的分子叫做“手性分子”。在我们的印象中，只要组成一个分子的化学成分相同，就应该是同一种分子，尼古丁就是尼古丁，不会有什么不同。出人意料的是，尼古丁居然有两种，好像一对双胞胎。这种分子就属于“手性分子”。

为什么会有不同？

原来，尽管组成分子的原子相同，他们的空间结构却会出现不同。拿乳酸分子来说，它含有碳，碳的4个单键连接着4个原子，其中1个原子是氢，氢可能在碳的左边，也可能在碳的右边，就像左右手的拇指各朝向一边；再从氢出发，数到另外3个原子，也会发现有顺时针和逆时针两种方向。这说明，组成乳酸的原子尽管相同，由于原子的空间位置不同，会出现两种异形体。

接下来，就出现了难以理解的问题，上面提到尼古丁有两种，就是指两种异构体，虽然把它们比做双胞胎，性质却各不相同，一种尼古丁有毒，另一种却毒性很小。再比如，味精也有异构体，一种味道是甜的，另一种却是苦的。

这种现象引起了药物学家的注意，有一种药叫反应停，也有两种异构体：其中一种是镇静药；而另一种服用以后不但不起镇静作用，反而有副作用，孕妇服用以后可能产生畸形胎。于是，就必须研究为什么异构体的作用不一样，是不是存在着手与手套的关系？

按照常识，左手只能套在左手套里，手和手套要相互匹配，药物分子必须与体内的接受分子相互识别、相互匹配才起作用。这只是一种推测，但不管是什么原因，研究药物的时候都要特别注意，一种药物有两种异构体的时候，应该选用能成为药的那一种，而不要选择它的对映体。这种只含单一对映体的药物，就叫做“手性药物”。

手性药物的研究，最近10年有很大的发展，从应用角度找到了许多对映体，比如已经知道的氯霉素有两种，尽管组成分子相同，但一种能抗菌，另一种几乎不抗菌。为什么会出现这种现象，还说不太清楚。这个问题先搁在一边，再扩大一下眼光，就会看到一个更大的问题，生物体内普遍存在手性分子。

生物体，从微生物到人类，体内都有蛋白质和核酸。蛋白质也有异构体，按照常规，异构体应该有两种：L型和D型。蛋白质分为20种氨基酸，有19种是L型。再说核酸，即常说的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，总是有原因的。原因是什么，现在还没有人说得清，这是个难题。

蛋白质和核酸是生物体内最基本的物质，每一个细胞都含有蛋白质和核酸。核酸内含有遗传密码，根据这些密码，生物体才得以生存和繁殖。于是，就有了这种看法，手性均一是生命必需的，没有手性就没有生命。

科学家都同意这种说法，这种说法承认了手性的重要性。可是，说到手性的起源，分歧就来了。有的说，有了手性才可能形成生命，手性是生命起源的条件。还有的说，手性是生命进化的产物，是在生命进化的过程中形成的。这个问题还涉及生命起源于地球还是起源于宇宙。

还有人说，存在一种神秘的生命选择力，从生命体内的D型和L型分子中挑选了一半，使蛋白质多选择了L型，促使核酸（DNA和RNA）只选择了D型。

当然，神秘生命选择力是不存在的，于是，人们就去寻找物理力，希望找到电场、磁场、重力场对分子的影响。这种研究的理论前提是说，本来存在着D型和L型分子，在物理力的影响下，产生了单一的生物分子。

更有吸引力的说法是，由于不守恒，弱相互作用使手性分子对映体的电子能有差别，使分子产生相变，通过自我催化，最后形成了手性分子。