2026诺贝尔化学奖:从破解生命“左手性”之谜,到解决“如何造出更安全的药”
(来源:网易科技)
北京时间10月7日,瑞典皇家科学院将2026年诺贝尔化学奖授予法国化学家亨利・卡根(Henri B. Kagan,巴黎南大学)与日本化学家硖合宪三(Kenso Soai,东京理科大学),表彰他们揭开了生命分子“左右偏好”的秘密。这项研究回答了一个困扰科学界上百年的问题:为什么生命体内的分子,几乎清一色只爱用“左手”或“右手”中的一种?
什么是“手性”?从你的两只手说起
伸出你的左手和右手,掌心都朝上。
你会发现:左手和右手长得几乎一模一样,但它们永远无法完全重叠——你把左手翻过来、转过去,都没法让它和右手严丝合缝地盖在一起。
化学世界里,很多分子也是这样。它们有两种形式,就像左手和右手,互为镜像,但怎么转都重合不了。科学家把这种性质叫作“手性”。
这样的“左手分子”和“右手分子”,虽然长得像双胞胎,但脾气可能完全不同。
举个例子:上世纪有一种叫“反应停”的药,孕妇吃了能止吐。但后来发现,这种药里其实藏着两种手性分子——一种能安胎,另一种却会导致胎儿畸形。悲剧的根源,就在于当时人们没分清这对“左右手”。
生命的手性偏好:只用“左手”造蛋白质
更神奇的是,生命对“左右”有着极端的偏好。
组成你身体里蛋白质的氨基酸,几乎全是“左手”的;而组成DNA和RNA的糖,几乎全是 “右手”的。这种“只认一边”的现象,科学家叫它“同手性”。可问题是:在实验室里,用普通方法合成这些分子,“左手”和“右手”通常各占一半,就像掷硬币一样公平。那生命凭什么能只挑一种?这个问题,一百多年来一直是个谜。
卡根的发现:一点点偏差,就能“滚雪球”
卡根在1986年发现了一个关键现象,叫作“非线性效应”。
打个比方:假设你有一锅汤,里面“左手味”和“右手味”的调料几乎一样多,只差了一点点。按常理,汤的味道应该也差不多一半一半。但卡根发现,在某些化学反应里,只要一开始有一丁点儿偏向,最终产物就会像滚雪球一样,被放大成几乎完全一边倒。
这意味着:生命不需要从一开始就“完美地只选左手”,只要有一点点随机偏差,化学本身就能把这个偏差越滚越大,最终变成清一色的“左手”或“右手”。
硖合宪三的绝活:让分子“自己教自己”
如果说卡根发现了“偏差可以被放大”,那硖合宪三就做到了让分子自己把自己“教”成一边倒。
他在1995年设计了一个非常聪明的化学反应:反应生成的分子,反过来能催化这个反应本身。也就是说,产物自己当“老师”,教反应更快地生成和自己一样的分子。
更绝的是,这个“老师”有手性偏好——它只教出和自己同一种“手”的学生。
到了2003年,他成功实现了一个从几乎“左右各半”的起点出发,通过自催化,最终自发变成单一手性产物的化学系统。这是人类第一次在实验室里,用纯化学的方法,模拟出生命 “选边站”的过程。
从谜题到良药
这项研究不只是解开了生命的一个奇特偏好。它还有实实在在的用处。
今天,超过一半的药物是手性药物,必须只用其中一种“手”才安全有效。卡根和硖合宪三发现的原理,已经成为制药工业的重要工具,帮助科学家高效地生产单一手性的药物成分,让药更安全、更便宜。
从“为什么生命偏爱左手分子”这个看似抽象的问题,到“如何造出更安全的药”这个实际问题——这项获奖成果,正是基础科学改变世界的典型例子。
图源:© Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences
橙柿互动·都市快报记者 黄盈
编辑 高欣奕
审核 罗祎 金立鹏
校对 陈震海
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