4.12
Вы когда-нибудь замечали узоры на панцире садовой улитки? По всей вероятности, оболочка будет правоспиральной. На самом деле, в Лондоне, когда была обнаружена левая спиральная улитка, она была настолько редкой, что была запущена всемирная кампания по поиску ее партнера.
Действительно, почти все улитки во всем мире имеют раковины, свернутые вправо, что является следствием внутренней хиральности их генов.
Как и улитки, большинство натуральных продуктов и биомолекул являются хиральными. Например, все аминокислоты, присутствующие в нашем организме, существуют в виде отдельных энантиомеров, за исключением единственной ахиральной аминокислоты – глицина.
Аминокислоты являются строительными блоками белков; таким образом, хиральность аминокислот оказывает значительное влияние на симметрию и функцию всех встречающихся в природе белков и ферментов.
Рассмотрим случай с химотрипсином, пищеварительным ферментом, обнаруженным в кишечнике многих животных. Химотрипсин человека, содержащий 268 аминокислот в последовательности, имеет 268 хиральных центров.
Если бы каждая из этих аминокислот могла существовать в любой из двух энантиомерных форм, химотрипсин человека имел бы2268 возможных конфигураций. К счастью, аминокислоты существуют в нашем организме в виде одиночных энантиомеров, и соответственно, химотрипсин присутствует только в одной хиральной конфигурации.
Из-за хиральности своей структуры большинство ферментов, таких как химотрипсин, специфически реагируют только с одним из двух энантиомеров молекулы. Эта энантиоселективность возникает из-за того, что только один из энантиомеров может поместиться в месте связывания фермента, что аналогично механизму замка и ключа.
Соответственно, энантиомеры молекулы лекарственного препарата могут вызывать различные биологические реакции в организме. Например, в то время как S-энантиомер препарата напроксена обладает противовоспалительными свойствами, R-энантиомер напроксена является токсином печени. Таким образом, напроксен продается в виде одного энантиомера.
Некоторые препараты, такие как ибупрофен, продаются в виде рацемических смесей. В этом случае, в то время как S-энантиомер является активным агентом, R-энантиомер неактивен и безвреден.
Хиральность — чрезвычайно интригующий, но важный аспект, управляющий биохимическими процессами и точностью живой природы. Его можно наблюдать повсюду,…
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.