アミノ酸のホモキラリティ獲得の分子機構を解明

地球上の生物はアミノ酸を重要な構成要素としていますが、鏡像関係にある２つの異性体（Ｌ体とＤ体）のうち、Ｌ体のアミノ酸のみを使用しています（ホモキラリティ）。一方、アミノ酸を人工的に化学合成した場合では、Ｌ体とＤ体のアミノ酸はそれぞれ同じ量が生成されます。しかし、実験的検証が不足しており、地球上でなぜＬ体のアミノ酸が過剰に生成したのか、そのプロセスは明確にされていませんでした。

本問題に関連する有力な説として、アミノ酸は宇宙から隕石によって原始地球にもたらされたとする宇宙起源説が提唱されています。また、宇宙では円偏光が存在することから、Ｌ体に比べてＤ体が優先して分解されることでＬ体の過剰が生じる機構が考えられます。そこで本研究では、これまで不足していた実験データを高精度量子化学計算を用いて補完することで、アミノ酸のＬ体過剰が生成される分子機構を検証しました。

その結果、円偏光によるアミノ酸自体のＬ体過剰生成は弱いことが理論的に判明しました。アミノ酸生成の前駆体に対して同様の理論検証を行った結果、１０－１１電子ボルト（ｅＶ）の光領域において、Ｌ体過剰を強く引き起こすことが明らかになりました。この光領域には、銀河形成の初期に強く放射されるライマンアルファ輝線が存在します。さらにこの輝線は星間の塵（ダスト粒子）で散乱し、円偏光化されることが示されていることから、今回理論的に検証したアミノ酸前駆体によるホモキラリティ獲得機構は、生命の起源を解明する重要な手掛かりになると期待されます。

本研究成果は、２０２３年３月２８日（現地時間）に、「Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ」に掲載されます。