🧬 Какую загадку происхождения жизни пытаются разгадать учёные?

О том, как зеркальные молекулы связаны с происхождением жизни на Земле: директор Института фармации и медицинской химии Пироговского Университета Вадим Негребецкий специально для Медицина РФ @medrfau

Одна из главных загадок происхождения жизни заключается в том, почему в живых организмах преобладают L-аминокислоты и D-сахара.

Многие молекулы существуют в двух зеркальных формах, которые называют энантиомерами. При обычном лабораторном синтезе зачастую образуется примерно равное количество обеих форм. Однако в живых системах сложилось преобладание определённых вариантов – это явление называется гомохиральностью.

↖️ Почему это важно для жизни?
Ферменты, обеспечивающие биохимические реакции, способны распознавать определённые пространственные формы молекул.

Если бы в организме присутствовало равное количество «левых» и «правых» форм, многие биохимические процессы могли бы протекать значительно менее эффективно.

↖️ Как природа могла выбрать одну форму?
Учёные рассматривают несколько гипотез. Одна из них связана с асимметрическим катализом – процессом, при котором даже небольшое преобладание одного зеркального варианта молекулы при определённых условиях может значительно усиливаться в ходе химической реакции.

Исследования показали, что подобные механизмы возможны. Однако пока неизвестно, какие именно условия существовали на ранней Земле и как возникшая асимметрия закрепилась в процессе эволюции.

↖️ Как это связано с медициной?
Принципы асимметрического катализа уже применяются в фармацевтике при создании лекарственных препаратов.

Два зеркальных варианта одной молекулы могут по-разному действовать на организм. Иногда один обладает необходимым лечебным эффектом, а другой оказывается неэффективным или даже токсичным.

Поэтому возможность избирательно получать нужную форму вещества особенно важна для разработки безопасных и эффективных лекарств.

Несмотря на развитие науки, происхождение гомохиральности остаётся открытым вопросом. Учёным ещё предстоит выяснить, что вызвало первоначальную асимметрию, как она усилилась и почему природа выбрала именно L-аминокислоты и D-сахара, а не их зеркальные противоположности.