Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Сериндік октамерлік кластер физикалық химияда сериннің сегіз молекуласынан (Ser) тұратын ерекше тұрақты кластер болып табылады және гомохиралдылықтың пайда болуымен байланысты. Бұл кластер алғаш рет массалық спектрометрия тәжірибелерінде табылды. Метанолда серин аэрозолінің электроспрейлік иондауы нәтижесінде 841 массалық бірлікке ие айқын иондық шыңы бар массалық спектр пайда болады, бұл Ser8+H+ катионына сәйкес келеді. Спектрде кішірек және ірірек кластерлерге дерлік кездеспейсіз, сондықтан 8 саны «сиқырлы сан» деп аталады. Осы октамерлік иондарды қызған (200-250 °C) металл бетіне серин ерітіндісін жылдам буландыру арқылы немесе қатты серинді сублимациялау арқылы да жасауға болады. Кластер жасалғаннан кейін, оны анықтау массалық спектроскопиялық әдістермен жүзеге асырылады. Гомохиралдылықты талқылау үшін бұл зертханалық өндіріс әдістері пребиотикалық жағдайларды модельдеуге бағытталған. Бұл кластер ерекше тұрақты ғана емес, сонымен қатар ерекше, өйткені кластерлерде күшті гомохиралық қалау бар. Рацемиялық серин ерітіндісі кластердің минималды мөлшерін жасайды, ал екі энантиомердің ерітіндісі гомохиралық D Ser8 және L Ser8 екеуінің максималды мөлшерін құрайды. Тағы бір тәжірибеде деутериймен байытылған L серині бар рацемиялық қоспаның кластерленуі нәтижесінде өнімнің таралуында 50/50 D/L кластерлеріге шамалы ғана орын болады, бірақ D немесе L энантиомерлік байытылған кластерлерге қалаушылық байқалады. Хиралды күшейту моделі ұсынылады, онда айналысқан симметрияны бұзу процезінің нәтижесінде L серинмен байытылған рацемиялық емес қоспадан энантиомерлік байытылған кластерлер пайда болады. Кластерленуден кейін оқшаулау жүргізіледі, ал кластердің кейін ажырауы нәтижесінде бастапқы қоспаға қарағанда L сериннің жоғары концентрациясы бар серин ерітіндісі түзіледі. Әрбір айналымда L сериннің біртіндеп байытылатын циклын сақтауға болады. Мұндай циклдардың көп саны ақырында энантиотаза L серинге әкеледі. Бұл модель тәжірибелік түрде расталды. Хиралды берілу серин кластерлерінің алмасу реакциялары арқылы жүзеге асырылады деп есептеледі. Бұл реакцияларда кластердегі серин мономеры басқа шағын, биологиялық маңызды молекуламен алмастырылуы мүмкін. Мысалы, Ser8 глюкозамен (Glc) Ser6 + Glc3 + Na+ кластерін түзетін реакцияға түседі. Сонымен қатар, синтетикалық L глюкозаның Ser8 кластері биологиялық D глюкозаға қарағанда аз мөлшерде кездеседі.
The Serine octamer cluster in physical chemistry is an unusually stable cluster consisting of eight serine molecules (Ser) implicated in the origin of homochirality. This cluster was first discovered in mass spectrometry experiments. Electrospray ionization of an aerosol of serine in methanol results in a mass spectrum with a prominent ion peak of 841 corresponding to the Ser8+H+ cation. The smaller and larger clusters are virtually absent in the spectrum and therefore the number 8 is called a magic number. The same octamer ions are also produced by rapid evaporation of a serine solution on a hot (200 250 °C) metal surface or by sublimation of solid serine. After production, detection again is by mass spectroscopic means. For the discussion of homochirality, these laboratory production methods are designed to mimic prebiotic conditions. The cluster is not only unusually stable but also unusual because the clusters have a strong homochiral preference. A racemic serine solution produces a minimum amount of cluster and with solutions of both enantiomers a maximum amount is formed of both homochiral D Ser8 and L Ser8. In another experiment cluster formation of a racemic mixture with deuterium enriched L serine results in a product distribution with hardly any 50/50 D/L clusters but a preference for either D or L enantioenriched clusters. A model for chiral amplification is proposed whereby enantioenriched clusters are formed from a non racemic mixture already enriched by L serine as a result of a mirror symmetry breaking process. Cluster formation is followed by isolation and on subsequent dissociation of the cluster a serene solution forms with a higher concentration of L serine than in the original mixture. A cycle can be maintained in which each turn results in an incremental enrichment in L serine. Many such cycles eventually result in enantiopure L serine. This model has been experimentally verified. Chiral transmission is assumed to take place through so called substitution reactions of serine clusters. In these reactions, a serine monomer in a cluster can be replaced by another small biologically relevant molecule. For instance Ser8 reacts with glucose (Glc) to the Ser6 + Glc3 + Na+ cluster. Moreover, the cluster of synthetic L glucose with Ser8 is less abundant than that with the biological D glucose.