揭秘“硤合反应”:破解生命同手性起源之谜
东京理科大学名誉教授硤合宪三凭借发现“硤合反应”荣获2026年诺贝尔化学奖。这一发现揭示了除生命体外从未观测到的奇妙化学反应机制,震惊了全球科学界。
生命为何独爱“左旋”?
构成生物体的氨基酸具有独特的“光学异构”特性。自然界中,相同化学式的分子存在互为镜像的“右旋型”和“左旋型”,但生物体几乎仅利用左旋型氨基酸构建蛋白质。这种如同左右手无法完全重合的现象,被称为“光学异构体”。

“为何生命只选择左旋型?”这一谜题深深吸引了硤合宪三。在东京大学向山光昭教授实验室期间,他致力于研究能优先生成单一旋光性的“不对称反应”,但在漫长的探索中始终难以找到确切答案。硤合在记者会上回顾道:“这项研究如同在黑暗中摸索前行。”
自催化效应:微小偏差的滚雪球式放大
研究的转折点在于对“自催化反应”的关注,即生成物本身作为催化剂促进后续反应。硤合推测,若左旋分子更易生成左旋分子,即使初始差异极小,这种差别也会随反应进行不断放大。

经过反复实验,硤合团队在名为“嘧啶基烷醇”的分子上取得了突破。实验显示,当初始混合物中某一种旋光型分子略占优势时,该类型会在反应中呈滚雪球式增长,最终占据绝对多数。1995年,这一成果发表于《自然》杂志,成为世界上首个通过实验证明微小偏差可自我增强并形成压倒性差异的案例,被命名为“硤合反应”。
从基础科学到医药应用
与普通化学反应不同,硤合反应能将初始的微小比例差异显著放大。这好比比赛中一方仅多出两名支持者,但在特定机制下,最终整个群体都会倒向该方。这一模型为解释DNA、糖类等生命物质为何仅存在一种异构体提供了关键线索,虽未直接解开生命起源之谜,但指明了方向。

硤合表示:“基础现象本身具有重要价值。”这一发现不仅具有理论意义,更深刻影响了有机化学及制药领域。由于光学异构体差异直接影响药效与副作用,硤合反应已被应用于抗艾滋病病毒药物“依非韦伦”中间体的合成,展现了巨大的实际应用潜力。
来源:日本经济新闻(中文版:日经中文网)越川智瑛、藤井宽子
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