地球生命におけるL-アミノ酸選択機構の解明とその光学分割への応用

点击翻译按钮获取中文摘要

地球上の生命は全てL・アミノ酸を用いてタンパク質合成を行う。L・アミノ酸がなぜ、どのように選択されたのかは今日でも大きな謎である。本研究ではD, L-アスパラギン(Asn)を再結晶すると、自然に対掌体過剰(e.e.)が起こることを発見した。L-体のe.e.は-60%から89%であった。e.e.が0は、ラセミ体であり、マイナスはD-体過剰である。このように再結晶だけで簡単にAsnは光学分割できた。11回の再結晶でL・体が出たのは10回、D-体過剰が1回であった。この再結晶で生成する1つ1つの結晶のe.e.を調べると、ほとんどがどちらかの対掌体で構成されることから、D体はD体同士、L体はL体同士で結晶し、その相対的な量比が全体のe.e.を決定することがわかった。次にD, L-Asn存在下、D, L-フェニルアラニン(Phe)の再結晶を行った。得られた結晶のe.e.を調べると、AsnとPheのe.e.はきれいな直線関係を示した。D, L-Pheだけを再結晶してもラセミ体の結晶しかでてこないので、AsnはPheの光学分割を起こすことが明らかになった。本実験は均一溶液中でラセミ体のアミノ酸が、共存するラセミ体のアミノ酸の光学分割を行うことを示した最初の例である。この場合もD-AsnはD-Pheを、L-AsnはL-Pheを優先的に取り込んで結晶化することがわかった。同様の実験をAsnとD, L-トリプトファンで行うと、やはりAsnはこれらのアミノ酸の光学分割を引き起こしPheと同様の結果を得た。もちろんD, L-Trpだけを再結晶してもラセミ体しか得られない。以上より、D, L-Asnは結晶化において同時に存在するD,L-アミノ酸の光学分割を引き起こすこと、D, Lどちらが優先されるかは偶然できまるが、一方が選択されると、それと同じ立体配置をもつアミノ酸が優先的に結晶化することがわかった。しかもそのe.e.は数十パーセントに及び、原始地球で一方のアミノ酸がこのような形で選択されたとしても充分説明可能なe.e.の大きさであった。本研究の内容は現在特許申請中である。