Chemistry Nobel goes to reactions like those that gave life a hand

Altering molecular handedness has implications for the origins of life. Life relies on many molecules with “handedness”—they’re chemically identical but are mirror images. Most chemical reactions make a 50-50 mix, but life uses only one form. Today’s Nobel Prize in Chemistry goes to Henri Kagan and Kenso Soai, who discovered reactions could be biased, producing large excesses of one form.

The technical term is “chirality.” Amino acids come in D and L forms, but all life relies on just one. Enzymes latch onto chemicals using binding sites sculpted by evolution; try to feed the enzyme the mirror-image version, and it often fails to fit. Life uses nothing but the D form of sugars, so its enzymes are optimized for those.

There are two ways this could have happened: early life may not have been picky, or life evolved in an environment where one chiral form dominated. Over the years, ideas trace back to physicist Frederick Charles Frank. One option is a catalyst with a slight preference could, over time, produce a large excess of that form. Another is that a chiral reaction product could itself serve as a catalyst for forming more of the same form.

تغيير اليدوية الجزيئية له آثار على أصل الحياة. تعتمد الحياة على العديد من الجزيئات ذات “اليدوية” — فهي متطابقة كيميائيًا لكنها صور مرآة. معظم التفاعلات الكيميائية تنتج مزيجًا 50-50، لكن الحياة تستخدم شكلًا واحدًا فقط. جائزة نوبل في الكيمياء اليوم تذهب إلى Henri Kagan وKenso Soai، اللذين اكتشفا أن التفاعلات يمكن أن تكون متحيزة، منتجة فائضًا كبيرًا من شكل واحد.

المصطلح التقني هو “اللايدوية”. تأتي الأحماض الأمينية في شكلين D وL، لكن كل الحياة تعتمد على واحد فقط. تلتصق الإنزيمات بالمواد الكيميائية باستخدام مواقع ربط نحتتها التطور؛ حاول إطعام الإنزيم النسخة المرآة، وغالبًا ما يفشل في التوافق. تستخدم الحياة فقط شكل D من السكريات، لذا فإن إنزيماتها محسّنة لتلك.

هناك طريقتان يمكن أن يحدث هذا: قد لا تكون الحياة المبكرة انتقائية، أو تطورت الحياة في بيئة حيث ساد شكل لايدي واحد. على مر السنين، تعود الأفكار إلى الفيزيائي Frederick Charles Frank. أحد الخيارات هو أن محفزًا بتفضيل طفيف يمكن أن ينتج بمرور الوقت فائضًا كبيرًا من ذلك الشكل. خيار آخر هو أن منتج تفاعل لايدي يمكن أن يعمل كمحفز لتكوين المزيد من نفس الشكل.

আণবিক হাতিয়ার পরিবর্তন জীবনের উৎপত্তিতে প্রভাব ফেলে। জীবন অনেক অণুর উপর নির্ভর করে যাদের “হাতিয়ার” আছে—তারা রাসায়নিকভাবে অভিন্ন কিন্তু আয়নার প্রতিচ্ছবি। বেশিরভাগ রাসায়নিক বিক্রিয়া ৫০-৫০ মিশ্রণ তৈরি করে, কিন্তু জীবন শুধুমাত্র একটি রূপ ব্যবহার করে। আজকের রসায়নে নোবেল পুরস্কার যায় Henri Kagan এবং Kenso Soai-কে, যারা আবিষ্কার করেছেন যে বিক্রিয়াগুলি পক্ষপাতদুষ্ট হতে পারে, একটি রূপের বড় আধিক্য তৈরি করে।

প্রযুক্তিগত শব্দটি হল “কাইরালিটি”। অ্যামিনো অ্যাসিড D এবং L রূপে আসে, কিন্তু সমস্ত জীবন শুধুমাত্র একটির উপর নির্ভর করে। এনজাইমগুলি বিবর্তন দ্বারা গঠিত বন্ধন স্থান ব্যবহার করে রাসায়নিকের সাথে লেগে থাকে; এনজাইমকে আয়নার প্রতিচ্ছবি সংস্করণ খাওয়ানোর চেষ্টা করুন, এবং এটি প্রায়শই ফিট করতে ব্যর্থ হয়। জীবন শর্করার শুধুমাত্র D রূপ ব্যবহার করে, তাই এর এনজাইমগুলি সেগুলির জন্য অপ্টিমাইজ করা।

এটি ঘটার দুটি উপায় থাকতে পারে: প্রাথমিক জীবন বাছাই করা নাও হতে পারে, অথবা জীবন এমন পরিবেশে বিবর্তিত হয়েছে যেখানে একটি কাইরাল রূপ প্রাধান্য পেয়েছে। বছরের পর বছর ধরে, ধারণাগুলি পদার্থবিদ Frederick Charles Frank-এর কাছে ফিরে যায়। একটি বিকল্প হল যে সামান্য পছন্দের একটি অনুঘটক সময়ের সাথে সাথে সেই রূপের বড় আধিক্য তৈরি করতে পারে। আরেকটি হল যে একটি কাইরাল বিক্রিয়া পণ্য নিজেই আরও একই রূপ গঠনের জন্য অনুঘটক হিসাবে কাজ করতে পারে।

Die Veränderung der molekularen Händigkeit hat Auswirkungen auf den Ursprung des Lebens. Das Leben ist auf viele Moleküle mit „Händigkeit“ angewiesen – sie sind chemisch identisch, aber Spiegelbilder. Die meisten chemischen Reaktionen erzeugen eine 50-50-Mischung, aber das Leben verwendet nur eine Form. Der heutige Nobelpreis für Chemie geht an Henri Kagan und Kenso Soai, die entdeckten, dass Reaktionen voreingenommen sein können und große Überschüsse einer Form erzeugen.

Der Fachbegriff ist „Chiralität“. Aminosäuren kommen in D- und L-Formen vor, aber alles Leben ist nur auf eine angewiesen. Enzyme heften sich an Chemikalien über Bindungsstellen, die durch Evolution geformt wurden; versucht man, dem Enzym die Spiegelbildversion zu geben, passt es oft nicht. Das Leben verwendet nur die D-Form von Zuckern, daher sind seine Enzyme darauf optimiert.

Es gibt zwei Möglichkeiten, wie dies geschehen sein könnte: Frühes Leben war vielleicht nicht wählerisch, oder das Leben entwickelte sich in einer Umgebung, in der eine chirale Form dominierte. Im Laufe der Jahre gehen Ideen auf den Physiker Frederick Charles Frank zurück. Eine Option ist, dass ein Katalysator mit einer leichten Präferenz im Laufe der Zeit einen großen Überschuss dieser Form erzeugen könnte. Eine andere ist, dass ein chirales Reaktionsprodukt selbst als Katalysator für die Bildung von mehr derselben Form dienen könnte.

Alterar la quiralidad molecular tiene implicaciones para el origen de la vida. La vida depende de muchas moléculas con “quiralidad”: son químicamente idénticas pero imágenes especulares. La mayoría de las reacciones químicas producen una mezcla 50-50, pero la vida usa solo una forma. El Premio Nobel de Química de hoy va a Henri Kagan y Kenso Soai, quienes descubrieron que las reacciones pueden estar sesgadas, produciendo grandes excesos de una forma.

El término técnico es “quiralidad”. Los aminoácidos existen en formas D y L, pero toda la vida depende de una sola. Las enzimas se adhieren a químicos usando sitios de unión esculpidos por la evolución; si intentas alimentar a la enzima con la versión especular, a menudo no encaja. La vida usa solo la forma D de azúcares, por lo que sus enzimas están optimizadas para esas.

Hay dos formas en que esto pudo ocurrir: la vida temprana pudo no ser exigente, o la vida evolucionó en un entorno donde una forma quiral dominaba. Con los años, las ideas se remontan al físico Frederick Charles Frank. Una opción es que un catalizador con ligera preferencia pudiera, con el tiempo, producir un gran exceso de esa forma. Otra es que un producto de reacción quiral pudiera servir como catalizador para formar más de la misma forma.

Modifier la chiralité moléculaire a des implications pour l'origine de la vie. La vie dépend de nombreuses molécules avec une « chiralité » — elles sont chimiquement identiques mais sont des images miroir. La plupart des réactions chimiques produisent un mélange 50-50, mais la vie n'utilise qu'une seule forme. Le prix Nobel de chimie d'aujourd'hui va à Henri Kagan et Kenso Soai, qui ont découvert que les réactions peuvent être biaisées, produisant de grands excès d'une forme.

Le terme technique est « chiralité ». Les acides aminés existent sous formes D et L, mais toute la vie ne dépend que d'une seule. Les enzymes s'accrochent aux produits chimiques via des sites de liaison sculptés par l'évolution ; essayez de donner à l'enzyme la version miroir, et elle échoue souvent à s'adapter. La vie n'utilise que la forme D des sucres, donc ses enzymes sont optimisées pour celles-ci.

Il y a deux façons dont cela a pu se produire : la vie primitive n'était peut-être pas difficile, ou la vie a évolué dans un environnement où une forme chirale dominait. Au fil des ans, les idées remontent au physicien Frederick Charles Frank. Une option est qu'un catalyseur avec une légère préférence pourrait, avec le temps, produire un grand excès de cette forme. Une autre est qu'un produit de réaction chiral pourrait lui-même servir de catalyseur pour former plus de la même forme.

आणविक हाथीपन बदलने से जीवन की उत्पत्ति पर प्रभाव पड़ता है। जीवन कई अणुओं पर निर्भर करता है जिनमें “हाथीपन” होता है—वे रासायनिक रूप से समान होते हैं लेकिन दर्पण छवियाँ होती हैं। अधिकांश रासायनिक प्रतिक्रियाएँ 50-50 मिश्रण बनाती हैं, लेकिन जीवन केवल एक रूप का उपयोग करता है। आज का रसायन विज्ञान नोबेल पुरस्कार Henri Kagan और Kenso Soai को जाता है, जिन्होंने खोजा कि प्रतिक्रियाएँ पक्षपाती हो सकती हैं, जिससे एक रूप की बड़ी अधिकता उत्पन्न होती है।

तकनीकी शब्द “चिरैलिटी” है। अमीनो एसिड D और L रूपों में आते हैं, लेकिन सभी जीवन केवल एक पर निर्भर करता है। एंजाइम विकास द्वारा गढ़े गए बंधन स्थलों का उपयोग करके रसायनों से जुड़ते हैं; एंजाइम को दर्पण छवि संस्करण खिलाने की कोशिश करें, और यह अक्सर फिट नहीं होता। जीवन शर्करा के केवल D रूप का उपयोग करता है, इसलिए इसके एंजाइम उनके लिए अनुकूलित हैं।

यह दो तरीकों से हो सकता था: प्रारंभिक जीवन नखरेबाज नहीं रहा होगा, या जीवन ऐसे वातावरण में विकसित हुआ जहाँ एक चिरल रूप प्रमुख था। वर्षों से, विचार भौतिक विज्ञानी Frederick Charles Frank से जुड़े हैं। एक विकल्प यह है कि हल्की पसंद वाला उत्प्रेरक समय के साथ उस रूप की बड़ी अधिकता उत्पन्न कर सकता है। दूसरा यह कि एक चिरल प्रतिक्रिया उत्पाद स्वयं अधिक समान रूप बनाने के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य कर सकता है।

Mengubah kiralitas molekuler memiliki implikasi bagi asal usul kehidupan. Kehidupan bergantung pada banyak molekul dengan "kiralitas"—mereka secara kimia identik tetapi merupakan bayangan cermin. Kebanyakan reaksi kimia menghasilkan campuran 50-50, tetapi kehidupan hanya menggunakan satu bentuk. Hadiah Nobel Kimia hari ini diberikan kepada Henri Kagan dan Kenso Soai, yang menemukan bahwa reaksi dapat bias, menghasilkan kelebihan besar dari satu bentuk.

Istilah teknisnya adalah "kiralitas". Asam amino hadir dalam bentuk D dan L, tetapi semua kehidupan hanya bergantung pada satu. Enzim menempel pada bahan kimia menggunakan situs pengikatan yang dibentuk oleh evolusi; coba beri enzim versi bayangan cermin, dan sering kali gagal cocok. Kehidupan hanya menggunakan bentuk D dari gula, sehingga enzimnya dioptimalkan untuk itu.

Ada dua cara ini bisa terjadi: kehidupan awal mungkin tidak pilih-pilih, atau kehidupan berevolusi di lingkungan di mana satu bentuk kiral mendominasi. Selama bertahun-tahun, ide-ide kembali ke fisikawan Frederick Charles Frank. Salah satu opsi adalah katalis dengan preferensi sedikit dapat, seiring waktu, menghasilkan kelebihan besar dari bentuk itu. Lainnya adalah bahwa produk reaksi kiral dapat berfungsi sebagai katalis untuk membentuk lebih banyak bentuk yang sama.

分子のキラリティを変えることは生命の起源に影響を与えます。生命は「キラリティ」を持つ多くの分子に依存しています。それらは化学的に同一ですが、鏡像です。ほとんどの化学反応は50-50の混合物を作りますが、生命は一つの形だけを使います。今日のノーベル化学賞は、反応が偏り、一方の形の過剰を生み出すことを発見したアンリ・カガンとケンソー・ソアイに贈られます。

技術用語は「キラリティ」です。アミノ酸はD型とL型がありますが、すべての生命は一つのみに依存しています。酵素は進化によって形作られた結合部位を使って化学物質に結合します。酵素に鏡像バージョンを与えようとすると、しばしば適合しません。生命は糖のD型のみを使用するため、その酵素はそれらに最適化されています。

これが起こった方法は2つあります：初期の生命はこだわりがなかったか、または生命は一方のキラル形が優勢な環境で進化しました。長年にわたり、アイデアは物理学者フレデリック・チャールズ・フランクに遡ります。一つの選択肢は、わずかな好みを持つ触媒が時間とともにその形の大きな過剰を生み出すことです。もう一つは、キラル反応生成物自体が同じ形をより多く形成するための触媒として機能することです。

Alterar a quiralidade molecular tem implicações para a origem da vida. A vida depende de muitas moléculas com “quiralidade” — elas são quimicamente idênticas, mas são imagens espelhadas. A maioria das reações químicas produz uma mistura 50-50, mas a vida usa apenas uma forma. O Prêmio Nobel de Química de hoje vai para Henri Kagan e Kenso Soai, que descobriram que reações podem ser tendenciosas, produzindo grandes excessos de uma forma.

O termo técnico é “quiralidade”. Os aminoácidos vêm nas formas D e L, mas toda a vida depende de apenas uma. As enzimas se ligam a produtos químicos usando sítios de ligação esculpidos pela evolução; tente alimentar a enzima com a versão espelhada, e ela muitas vezes falha em se encaixar. A vida usa apenas a forma D de açúcares, então suas enzimas são otimizadas para essas.

Há duas maneiras de isso ter acontecido: a vida primitiva pode não ter sido exigente, ou a vida evoluiu em um ambiente onde uma forma quiral dominava. Ao longo dos anos, as ideias remontam ao físico Frederick Charles Frank. Uma opção é que um catalisador com leve preferência pudesse, com o tempo, produzir um grande excesso dessa forma. Outra é que um produto de reação quiral pudesse servir como catalisador para formar mais da mesma forma.

Изменение молекулярной хиральности имеет значение для происхождения жизни. Жизнь зависит от многих молекул с «хиральностью» — они химически идентичны, но являются зеркальными отражениями. Большинство химических реакций дают смесь 50-50, но жизнь использует только одну форму. Сегодняшняя Нобелевская премия по химии присуждена Анри Кагану и Кенсо Соаи, которые обнаружили, что реакции могут быть смещены, производя большие избытки одной формы.

Технический термин — «хиральность». Аминокислоты существуют в формах D и L, но вся жизнь зависит только от одной. Ферменты прикрепляются к химическим веществам, используя сайты связывания, созданные эволюцией; попробуйте накормить фермент зеркальной версией, и он часто не подходит. Жизнь использует только D-форму сахаров, поэтому её ферменты оптимизированы для них.

Есть два способа, которыми это могло произойти: ранняя жизнь могла быть неразборчивой, или жизнь развивалась в среде, где доминировала одна хиральная форма. С годами идеи восходят к физику Фредерику Чарльзу Франку. Один вариант — катализатор с небольшим предпочтением мог со временем производить большой избыток этой формы. Другой — хиральный продукт реакции мог сам служить катализатором для образования большего количества той же формы.

改变分子手性对生命起源有影响。生命依赖许多具有“手性”的分子——它们化学性质相同但互为镜像。大多数化学反应会产生50-50的混合物，但生命只使用其中一种形式。今天的诺贝尔化学奖授予Henri Kagan和Kenso Soai，他们发现反应可以偏向，产生大量过量的一种形式。

技术术语是“手性”。氨基酸有D和L两种形式，但所有生命只依赖其中一种。酶通过进化塑造的结合位点来附着化学物质；尝试给酶喂镜像版本，通常无法契合。生命只使用D型糖，因此其酶针对这些进行了优化。

有两种可能的方式：早期生命可能并不挑剔，或者生命在一种手性形式占主导的环境中进化。多年来，想法追溯到物理学家Frederick Charles Frank。一种选择是，具有轻微偏好的催化剂可以随时间产生大量过量的一种形式。另一种是，手性反应产物本身可以作为催化剂，形成更多相同形式。