ホモキラリティー

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ホモキラリティー (homochirality) はキラル分子において片側のエナンチオマー（鏡像異性体）だけが存在している（偏っている）ことを示すのに使う化学用語である。また、一種類の分子についてだけでなく、ある化合物群において立体化学が偏っていることを表すときにも使う。たとえば、生体内に於いて、ほとんど全てのアミノ酸は D体と L体のエナンチオマーのうち L体のみが存在する。糖質も、天然ではほとんどのものが D体のみ存在する。これらのように立体化学が偏って存在している現象がホモキラリティーである。なぜ生体分子においてこのようなホモキラリティーがあるのかについてはまだ解っておらず、研究が進められている段階である。

一般に、ホモキラリティー状態が生成するには3つの段階があると考えられている。

何らかの鏡像対称性の破れにより、エナンチオマーの均衡がくずれ、これによりホモキラリティーの生成がはじまる。
不斉増幅（キラル増幅）によって、鏡像体過剰率 (ee) が増加する。
不斉増幅により高い ee を持ったキラルな分子から、不斉転写（キラル転写）により別のキラルな分子が生成する。

すでにホモキラリティーが完成してしまった現在の生態系では、上記のうち 3番目の段階しか直接観察することができず、その前の段階は研究の中で実験系を通して推論するよりない。

[編集] 鏡像対称性の破れ

生体分子のホモキラリティに関して、鏡像対称性の破れの起源としては様々な候補が挙がっているが、最も主要な原因がなにかということはまだ解っていない。^[1]。有力視されている起源のひとつは、原始惑星系において何らか天体から発せられた紫外円偏光によって、ある分子のエナンチオマーのうち一方が選択的に光分解反応を起こし、残ったエナンチオマーが優勢になったとする説である。この説の証拠としては、太陽系形成初期からあまり変質していないと考えられているマーチソン隕石にアミノ酸が検出され、このアミノ酸がわずかにL体が優勢だったことである^[2]。また、このような光分解反応を引き起こす円偏光についても、その起源が検討されている^[3]。

[編集] 不斉増幅

近年、単純なアミノ酸を触媒とした不斉アルドール縮合などが知られてきた。その中に不斉増幅をともなうものもある。このことは、生態系においてアミノ酸がホモキラリティーの鍵物質だったのでははないか、という主張の根拠となっている。記事：不斉増幅を参照のこと。

[編集] 不斉転写

多くの不斉合成は基質や触媒のキラリティーが生成物のキラリティーを誘起する不斉転写を基本としている。生体内で酵素が行う不斉反応もまた、不斉転写の代表例である。原始の地球上で起こり得た不斉転写として特に注目されているのは、プロリンなどいわゆる有機不斉触媒が引き起こす不斉マンニッヒ反応や不斉アルドール縮合などである。

[編集] 歴史

この語は1904年にケルヴィンによって導入された。これは1884年のバルチモア・レクチャー (Baltimore Lecture) を書籍化した際のことである^[4]。近年では光学的に純粋であることを示すのと同義に「ホモキラル」の語が使われている。いくつかの学術雑誌ではこれを認めており（推奨はしていない）、そのような雑誌の中では、一対のエナンチオマーのうち一方が優先的に生成する系または過程、という意味に変わっている。

[編集] 参考文献

↑ 伏見譲編『生命の起源』丸善、2004年。ISBN 4621073834
↑ Pizzarello, S.; Cronin, J.R. (2000). "Non-racemic amino acids in the Murray and Murchison meteorites". Geochim. Cosmochim. Acta 64: 329–338. DOI: 10.1016/S0016-7037(99)00280-X
↑ Bailey, J. (2001) "Astronomical Sources of Circularly Polarized Light and the Origin of Homochirality". Orig. Life Evol. Biosph. 31: 167–183. DOI: 10.1023/A:1006751425919
↑ Morris, D. G. (2001). Stereochemistry. Cambridge: Royal Society of Chemistry, p. 30.