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我们研究了一种酶消旋反应作为外星生命的标志物 ， 这导致扁桃酸随时间的旋光度发生变化 ， 通过旋光法测量 。 扁桃酸消旋酶在0°C至70°C的温度范围内的水性缓冲液中以及在30°C至60-70°C的温度范围内的浓铵盐溶液和油包水微乳液中均具有活性；然而 ， 该酶在几种有机冷冻溶剂中没有活性 。 因此 ， 我们已经证明 ， 浓铵盐溶液和油包水微乳液都能够在液态水存在的情况下在外星行星和卫星上形成 ， 是在零度以下温度下进行酶反应的合适介质 。 通过旋光法获得的扁桃酸消旋酶反应的动力学数据虽然可重复且内部一致 ， 但与之前通过色谱法和氢氘交换等其他方法获得的几组数据有显着差异 。 然而 ， 我们得出结论 ， 产生极化信号的反应 ， 例如本工作中使用的外消旋化 ， 是利用手性随时间变化作为检测生命迹象的工具的合适机制 。
天体生物学的技术进步使研究人员能够检验关于生命起源和进化的理论 。 在这些进步中 ， 用于探索太阳系的测量设备不断提高的灵敏度尤为重要 。 大多数专家认为 ， 如果遇到外星生命 ， 至少在某些基本方面可能与地球生命相似 ， 例如液态水和生物聚合物的必要性 。 这些生物聚合物必须是纯手性才能发挥作用 ， 这使它们成为生命的有用标志 ， 因此在寻求确定地球范围之外的生命存在时 ， 应该寻找手性分子 。
应该注意的是 ， 尽管手性证据预计与生命有关 ， 但仅手性分子的存在是不够的 。 首先 ， 手性分子的存在并不能证明生物起源 ， 因为手性分子可以通过非生物过程产生 。 出于这个原因 ， 检测旋光度随时间的变化 ， 例如在消旋反应中发现的变化 ， 作为生命存在的标志物将是有利的 。 外消旋化 ， 将光学活性物质转化为外消旋形式 ， 是一级反应 ， 因此速率常数与浓度无关 。 因此 ， 即使是少量的底物 ， 也可以测量速率 。
最后 ， 使用这种类型的反应减少了背景的量 ， 即未催化的背景反应 ， 因为酶促与自发化学消旋化的比率趋于随着温度降低 ， 因此化学在地外条件下预期的低温环境中 ， 反应不应显着影响旋光度随时间的变化 。 许多外消旋化是动员碳或氮源的关键代谢反应 ， 因此有助于生存 。 这强调了这种反应在生物系统中的重要性 。 一个例子是扁桃酸盐途径 ， 它将芳香化合物如扁桃酸盐转化为容易被简单细菌代谢的酮酸 。 尽管测试外星样本的最有利位置将是在地球设施范围内 ， 但样本返回任务尚未实现 ， 与潜在污染有关的问题尚未完全解决 。
因此 ， 车载分析技术仍然是首选 。 目前在太空任务中检测手性分子的方法是气相色谱法 。 然而 ， 气相色谱法假定了解要分析的特定化合物 ， 这使得外星样品的筛选变得困难 。 此外 ， 气相色谱仪需要校准 。 相比之下 ， 旋光法测量一个汇总参数 ， 并且不需要了解所分析化合物的结构 。 此外 ， 针对高效液相色谱分析优化的分析旋光仪不使用移动部件 。 因此 ， 如果在外星任务中寻找生命 ， 该技术将具有明显的优势 。
【?利用手性分子寻找外星生命】
然而 ， 目前 ， 旋光法有几个缺点 ， 最重要的是 ， 旋光法缺乏灵敏度 ， 检测限不足：根据具体的旋转角度 ， 可以检测到不少于1微米 ， 误差通常高于10% 。 为了改善这些缺点 ， 我们正在开发一种更灵敏的旋光仪 ， 该旋光仪能够检测比目前可能的更小浓度的旋光化合物 。 在这项工作中 ， 我们在火星、欧罗巴或泰坦等外星太阳系天体可能遇到的条件下测试酶促消旋反应 ， 以突出当前旋光法的局限性 。
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