当分子学会“只伸出左手”:2026年诺贝尔化学奖解开了生命最固执的偏心



作者:法文君  编辑:祁宜宜  时间:2026-10-10 访问次数:

想象你参加一场本应绝对公平的抛硬币比赛,硬币没有灌铅,规则也没作弊,可连续一万次,几乎每次都落在同一面。你会先怀疑运气,还是怀疑背后有某种放大机制?化学家面对的就是这样一个“统计异常”。普通化学反应生成手性分子时,本该像抛硬币一样左右各半,可构成蛋白质的氨基酸,却几乎清一色是“左手型”。生命为什么如此偏执?2026年诺贝尔化学奖,就颁给了两位解开这个秘密的人——法国的亨利·B·卡甘和日本的硖合宪三。

图1  亨利·卡根(Henri Kagan)(左)和硤合宪三(Kenso Soai)(右)

(来源于诺贝尔奖官网)

分子的“左右手”,化学上叫手性。它们像你的双手一样,互为镜像却无法完全重叠。问题在于,普通的化学反应像一个不偏不倚的裁判,总是给出左右各占一半的“平局产品”。可生命不接受平局。在药物里,一种“手”可能是救命的良药,它的镜像则可能带来有害的副作用。生命是如何从一碗“左右各半”的汤里,精准捞出其中一只手的?

图2 手性示意图 (来源于诺贝尔奖官网)

卡甘在1986年迈出了第一步。他发现了一个反直觉的规则,即你不需要投入100%的“左手”催化剂才能得到100%的“左手”产物。只要稍微多给一点点“左手”催化剂,反应就会像被推倒的多米诺骨牌一样,把这种微弱的偏好急剧放大,最终让“左手”产物占据压倒性优势。他称之为非线性效应,背后的机制有点“暴力”——两种手性分子会互相“打架”抑制对方,而占多数的那一方会赢得越来越轻松。

图3 卡甘发现的不对称化学反应中的非线性效应示意图(来源于诺贝尔奖官网)

但真正让化学界屏住呼吸的,是硖合宪三。他找到了一种堪称“魔法”的反应,产物自己就是催化剂。你只要给反应一点点“左手”产物作为种子,它就会催生更多“左手”产物,新生成的产物又继续催化下一轮,如此自我复制、滚雪球一般,直到碗里几乎只剩下“左手”分子。这就是自催化。这个“Soai反应”是人类第一次在试管里,仅靠纯粹的化学规则,从完全中性的原料出发,造出了一个几乎“手性纯”的世界。换句话说,它在实验室里重演了生命可能走过的关键一步:一个微小的随机偏向,如何通过自我放大,变成一场彻底的“偏执”。

图4 硖合宪三发现的不对称自催化现象示意图(来源于诺贝尔奖官网)

这项发现的分量,远不止于解释过去。今天化学家设计药物、香料和新材料时,常常需要精准地只拿到其中一种手性分子,卡甘和硖合宪三揭示的规则,就是让这种“精准”成为可能的底层语法。诺贝尔化学委员会主席评价说,他们为“同手性如何自发产生”这一谜题提供了“令人叹为观止”的解答。

所以,下次在有机化学课上看到那个小小的手性碳原子时,不妨多想一秒,你面对的不仅是一个立体化学考点,更是一把钥匙,它刚刚帮我们撬开了生命最固执、也最优雅的那道“偏心”之门。

(一审:祁宜宜 二审:马敏智 三审:李伟)


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