생명의 재료가 되는 아미노산이 '왼손형' 분자뿐인 이유가 우주공간의 원편광의 작용에 의한 것이라고 시사하는 새로운 연구결과가 얻어졌다.
생명의 재료로서 중요한 아미노산은 분자의 중심에 있는 탄소원자에 아미노기, 카르복시기, 수소, 나아가 하나의 측쇄(-R)라는 4개의 관능기가 결합한 정사면체와 같은 구조로 되어 있다. 그 때문에 -R의 부분에도 수소가 결합하고 있는 글리신은 예외이고 그 이외의 아미노산에는 모두 4개의 결합의 방법에 '왼손형(L형)'과 '오른손형(D형)' 2가지가 존재한다. L형과 D형의 분자는 서로 경상관계(경상이성체)로 되어 있다. 아미노산과 같이 좌우의 구별이 있는 분자를 '키랄분자'라고 한다.
실험실에서 아미노산을 합성하면 L형, D형을 같은 비율로 할 수 있다. 그런데 생물의 신체를 만드는 아미노산은 99%가 L형이다. 이와 같이 한쪽의 경상이성체만이 많이 존재하는 상태를 '호모킬러리티(homochirality)'라고 부르는데 생체 속의 유기분자에 왜 호모키랄리티가 보이는지는 100년 이상에 걸쳐 수수께끼다.
그래서 생명의 기원과도 관련하여 생체분자의 호모킬러리티는 우주에서 생겼다는 가설이 제창되었다. 그 간접적인 증거로서 운석에 포함된 아미노산에도 경상이성체의 편향이 보인다는 것이 알려졌다.
쓰쿠바대학 계산과학연구센터의 호리 유타 씨의 연구팀은 우주공간에서 처음으로 검출된 키랄분자인 산화 프로필렌에 주목하여 우주공간에서 산화 프로필렌에 호모킬러리티가 발생하는지 양자화학 계산으로 조사하였다.
호리 씨 연구팀은 우주에서 호모키랄리티가 태어나는 방아쇠로서 수소원자가 방출하는 '라이만 α선'이라는 자외선을 생각했다. 라이만 α선에 '원편광'이라고 하는 성질(전자파의 진동면의 편향)이 있으면 이 빛을 흡수한 물질에서는 한쪽의 경상이성체만이 많이 분해될 것으로 예상한 것이다. 실제로 별 형성영역 중에서 원편광은 널리 보인다는 것을 알려져 있다.
연구 결과, 산화 프로필렌이나 그 전구체의 분자에서는 원편광한 라이만 α선을 한쪽의 경상이성체만이 잘 흡수하는 성질을 갖는 것이 밝혀졌다. 산화 프로필렌과 같은 키랄분자인 아미노산에서도 원편광에 의해 호모킬러리티가 생길 가능성을 시사하는 결과다.
원편광된 빛에 의해 D형의 아미노산이 잘 분해되어 L형이 과잉이 된다. 성간물질에서는 L형의 과잉률은 1~2%로 생각된다. 운석 중의 아미노산에서는 L형의 과잉률은 10~20%인 것이 알려져 있다. 원시 지구에서 생체의 근원이 된 아미노산은 거의 100%가 L형이다.
출처 참조 번역
- Wikipedia
- 左手型アミノ酸の偏りを生む宇宙の光
https://www.astroarts.co.jp/article/hl/a/12673_homochirality
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