Сериновый октамерный кластер
Кластер серинового октамера в физической химии представляет собой необычайно стабильный кластер, состоящий из восьми серина молекул (Ser), участвующих в возникновении гомохиральности . [ 1 ] [ 2 ] Этот кластер был впервые обнаружен в экспериментах по масс-спектрометрии . Ионизация электрораспылением аэрозоля приводит к появлению масс-спектра с выраженным ионным пиком 841 , серина в метаноле соответствующим Ser 8 +H. + катион . Меньшие и большие кластеры практически отсутствуют в спектре и поэтому число 8 называют магическим числом . Те же октамерные ионы получаются также при быстром испарении раствора серина на горячей (200-250°С) поверхности металла или при сублимации твердого серина. После производства обнаружение снова осуществляется с помощью масс-спектроскопии. Что касается обсуждения гомохиральности, эти лабораторные методы производства предназначены для имитации пребиотических условий.
Кластер не только необычайно стабилен, но и необычен, поскольку кластеры имеют сильное гомохиральное предпочтение. Раствор рацемического серина образует минимальное количество кластера, а при растворах обоих энантиомеров образуется максимальное количество как гомохирального D-Ser 8 , так и L-Ser 8 . В другом эксперименте кластерообразование рацемической смеси с обогащенным дейтерием L-серином приводит к распределению продуктов практически без каких-либо кластеров 50/50 D/L, но с предпочтением либо D-, либо L-энантиообогащенных кластеров.
Предложена модель хиральной амплификации , согласно которой энантиообогащенные кластеры образуются из нерацемической смеси, уже обогащенной L-серином, в результате процесса нарушения зеркальной симметрии . После образования кластера происходит выделение, а при последующей диссоциации кластера образуется спокойный раствор с более высокой концентрацией L-серина, чем в исходной смеси. Можно поддерживать цикл, в котором каждый оборот приводит к возрастающему обогащению L-серина. Многие такие циклы в конечном итоге приводят к образованию энантиочистого L-серина. Данная модель проверена экспериментально.
Предполагается, что хиральная передача осуществляется посредством так называемых реакций замещения сериновых кластеров. В этих реакциях мономер серина в кластере может быть заменен другой небольшой биологически значимой молекулой. Например, Ser 8 реагирует с глюкозой (Glc) с образованием Ser 6 + Glc 3 + Na. + кластер. Более того, кластер синтетической L-глюкозы с Ser 8 менее распространен, чем кластер с биологической D-глюкозой.
См. также
[ редактировать ]- Другие магические числа в химии: клатрат метана , вращение под магическим углом.
- Другие стабильные кластеры: суператомы алюминия.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кукс, Р.Г., Чжан Д., Кох, К.Дж. (2001). «Хироселективная самонаправленная октамеризация серина: значение для гомохирогенеза». Анальный. хим. 73 (15)): 3646–3655. дои : 10.1021/ac010284l . ПМИД 11510829 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Нанита С., Кукс Р.Г. (2006). «Сериновые октамеры: образование кластеров, реакции и последствия для гомохиральности биомолекул». Энджью. хим. Межд. Эд. 45 (4): 554–569. дои : 10.1002/anie.200501328 . ПМИД 16404754 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )