У міжзоряному просторі знайшли першу хіральну молекулу

Астрономи з Каліфорнійського технологічного інституту, Гарвардського університету і Національної радіоастрономічної обсерваторії (США) вперше виявили сліди хіральних органічних молекул у міжзоряному просторі. Виявлена окис пропілену належить до категорії епоксидів і володіє двома дзеркальними ізомерами. Пошук подібних з'єднань і важливий для того, щоб визначити, чому переважна більшість біомолекул (білки, ДНК) складаються лише з ізомерів одного типу. Дослідження опубліковано в журналі Science, коротко про нього повідомляє прес-реліз обсерваторії.

Хіральними називаються такі з'єднання, молекули яких не можна поєднати з їх дзеркальними відображеннями шляхом поворотів і переміщень. Найпростіший приклад хіральних об'єктів - права і ліва рука. Ця властивість має багато амінокислот, вуглеводи, лікарські препарати та багато інших сполук. Хімічні властивості дзеркальних аналогів слабо відрізняються, але з точки зору, наприклад, біологічної активності, молекула і її дзеркальне відображення можуть співвідноситися як ліки і отрута.

Майже всі білки і молекули ДНК складаються з ізомерів строго одного типу, це явище називається гомохіральністю. Точні причини виникнення гомохіральності в природі досі не відомі, можливо це був випадковий процес. Одне з припущень пов'язане з тим, що спочатку серед хіральних органічних речовин на Землі існував надлишок одного з ізомерів. Разом з тим, через хімічну «спорідненість» між дзеркальними ізомерами важко запропонувати хімічний механізм, що пояснює народження переважно одного ізомера.

Для підтвердження теорії надлишку одного з ізомерів вчені шукають інший приклад об'єктів Всесвіту, де він міг би спостерігатися. Основний спосіб пошуку хімічних речовин у міжзоряному та навколозвїзному просторі - спектральні дослідження. У кожної хімічної речовини є свій характерний «відбиток», тому виявивши з великою точністю кілька смуг поглинання, що відповідають даній речовині, можна говорити про знахідку.

У новій роботі радіоастрономи виявили три характерні спектральні лінії окису пропиляна в газовій хмарі Стрілець B2. Воно розташовується в 400 світлових роках від центру Чумацького шляху. Для спостережень вчені використовували 110-метровий радіотелескоп Грін Бенк і 64-метровий радіотелескоп Паркс в Австралії.

Вчені відзначають, що встановити, чи присутній надлишок одного з двох ізомерів окису пропиляна в хмарі не вдалося. Автори порівнюють отримані дані з тінями від рук - по тіні не можна визначити, бачимо ми ліву руку або праву, але розгорнуту на 180 градусів. Виявити надлишок, як стверджують астрономи, в теорії можна за допомогою аналізу поляризації світла, що проходить через хмару. Відомий оптичний ефект, коли поляризоване світло, проходячи через оптично активне середовище (в якому присутній надлишок одного хірального ізомера, наприклад) повертає свою площину поляризації.

За словами астрономів, немає нічого дивного з точки зору хімії в тому, що окис пропілену вдалося знайти в Стрільці B2. Раніше вчені вже знаходили там окис етилену, а також структурні (але не оптичні) ізомери окису пропілену - ацетон і пропаналь. Однак це перше хіральне з'єднання, виявлене в міжзоряному просторі. Раніше дослідники знаходили речовини з подібними властивостями лише на метеоритах.

Цікаво, що деякі вчені займаються розробкою так званої «задзеркальної» живої клітини - в якій всі основні біомолекули замінені їх дзеркальними відображеннями. Так, нещодавно молекулярним біологам з Університету Ціньхуа вдалося синтезувати «задзеркальний» фермент, здатний подовжувати «задзеркальну» ДНК.