Tại sao B5, B7 có đồng phần quay phải? tại sao nói chỉ đồng phân quay phải mới có tính sinh học và tác dụng với cơ thể? mà đồng phân quay trái thì không?
Đây là vấn đề rất sâu của sinh hóa và “tính đối xứng của sự sống”.
1. Đồng phân quay phải – quay trái là gì?
Một số phân tử hữu cơ có cấu trúc giống:
- bàn tay trái
- bàn tay phải
Nhìn giống nhau nhưng không chồng khít được.
Gọi là:
- đồng phân quang học
- enantiomer
Ví dụ:
- D-form (dexter) = quay phải
- L-form (laevus) = quay trái
2. Vì sao vitamin B5, B7 có dạng quang học?
Vì trong cấu trúc có carbon bất đối xứng (chiral carbon).
Ví dụ Vitamin B5:
C9H17NO5C_{9}H_{17}NO_{5}
có carbon gắn:
- H
- OH
- CH3
- nhóm khác
→ tạo tính “tay trái – tay phải”.
3. Vì sao cơ thể chỉ dùng được 1 dạng?
Vì toàn bộ sinh học của sự sống cũng có tính “thuận tay”.
Enzyme, receptor, DNA, protein đều là cấu trúc không gian 3D cực chính xác.
Ví dụ:
- ổ khóa chỉ khớp 1 chìa
- găng tay trái không đeo tay phải vừa.
Cho nên:
- enzyme chỉ nhận đúng hình học phân tử phù hợp
- sai hướng không gắn được.
4. B5 chỉ dạng D-pantothenic acid mới hoạt động mạnh
Vitamin B5 tự nhiên chủ yếu là:
- D-pantothenic acid
Dạng này mới tạo Coenzyme A hiệu quả.
Còn L-form:
- gần như không có hoạt tính sinh học
- hoặc hoạt tính rất yếu.
5. B7 (Biotin) cũng vậy
Biotin có đồng phân quang học.
Tự nhiên cơ thể dùng dạng:
- D-biotin
Enzyme carboxylase của cơ thể chỉ nhận đúng cấu trúc không gian đó.
6. Vì sao “sự sống” lại chọn một phía?
Đây là bí ẩn lớn của sinh học gọi là:
Homochirality
Sự sống trên Trái Đất gần như thống nhất:
- amino acid → dạng L
- đường → dạng D
Ví dụ:
- protein người tạo từ L-amino acid
- DNA/RNA dùng D-ribose.
Nếu trộn sai:
- enzyme không nhận
- protein lỗi
- mất chức năng sinh học.
7. Đồng phân “sai tay” có thể nguy hiểm
Một số thuốc:
- dạng này chữa bệnh
- dạng kia gây độc.
Ví dụ nổi tiếng:
Thalidomide
- 1 enantiomer chống nghén
- 1 enantiomer gây dị tật thai nhi.
Đây là bài học kinh điển của hóa dược.
8. Không phải “quay phải luôn tốt”
Điều quan trọng không phải “phải hay trái” tuyệt đối.
Mà là:
- cơ thể tiến hóa để nhận dạng nào.
Ví dụ:
- amino acid sinh học lại chủ yếu dạng L
- đường sinh học lại dạng D.
9. Ý nghĩa sâu hơn
Có thể xem:
- enzyme
- receptor
- DNA
- vitamin
như “máy móc không gian nano”.
Chỉ cần lệch hình học một chút:
- không gắn được
- hoặc hoạt động sai.
Cho nên trong sinh học:
“hình dạng không gian” quan trọng ngang công thức hóa học.
