第1229章 实验室-《超级U盘》
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“这个还是有点儿远,”马竞笑着反驳,“合成的成本还很高,而且还要防着再来一个反式脂肪酸。”
化工工程师早就实现了多种有机物的大规模工业合成,利用煤炭和水制取乙烯,以之为原料制取合成塑料、合成橡胶、合成纤维的工艺早已经成熟,乙烯合成酒精工艺也基本成熟,只是受限于成本,暂时还无法和发酵酒精展开正面竞争。
至于糖类、蛋白质、脂肪等三大营养物质,早在一百年前就实现了实验室合成。生物化学学科的奠基人、德国化学家赫尔曼·费歇尔(Emil Fischer)甚至还因为“在糖类和嘌呤合成中的工作”而获得1902年的诺贝尔化学奖。
只是同样的,因为成本没有竞争力,人工合成营养物质暂时还很难走出实验室。唯一解决了成本问题的反式脂肪酸合成工艺,又因为产品被发现存在对心血管系统的威胁,正在遭受世卫组织、各国食品卫生机构、传媒以及消费者的喊杀围剿。而且,这一工艺需要使用植物油作为原料,主要目的也是改变风味口感、性状以及保质期,“合成”的程度却是远不如煤水制取酒精。
马竞这话却也不是瞎说,有机物大分子往往存在独特的立体构型,即便化学式和结构式完全一样,实际的立体结构和功能也可能存在差别。这种现象被称为立体异构,按照不同情况被分成构象异构、顺反异构和旋光异构(又称对映异构)。
对映异构的分子互为镜像却不能重合,类似人的左右手,这种分子又被称为手性分子,自然界所有蛋白质水解成的氨基酸都是左手性的,也就是所谓的L-氨基酸。
之所以会出现这样结果,是因为生物体内的分子受体也有立体结构,一把钥匙开一把锁,同分异构体立体结构的不同,有时会被当作两种物质分别对待。这一点,从大部分天然糖都是长右手形才能猜测一二,左手氨基酸和右手多糖组成联盟,支配了整个地球生物界。
当然,天然环境以及我们的身体中依然存在右手氨基酸和左手多糖,只是不参与蛋白质合成以往不受重视,其他生物功能都是一致的。至于为什么地球生物界形成了“左氨右糖”联盟,暂时还没有确切的说法。
换成化工生产,因为合成路线与催化剂明显不同于生物路线,最终产物通常是兼存多种构型。若是不加区分就可能造成危害,像是曾经在五十年前酿成大祸的孕妇止吐药“反应停”(沙利度胺),就是因为它同时含有S构型和R构型的分子,其中S构型分子有一定概率导致胎儿四肢发育停滞。
因为当时还没有很好地区分方法,再加上安全有效的R构型也可能转化成S构型,这种药被FDA勒令退市,生产企业联邦德国的Chemie Grunenthal也因为支付1.1亿西德马克的赔偿而被迫倒闭。
多亏了2001年的诺贝尔化学奖成果,制药企业有了催化氢化、催化氧化手性分子的方法,所以现代合成药才没有彻底倒下。2010年,FDA以含右丙氧芬的药品存在严重的心脏毒副作用,过量服用可能危及生命,勒令这种药物逐步退市,而具有镇咳效果的左丙氧酚制剂却未受牵连。
虽说异构分子的不同效果主要表现在药物领域,在食物领域差异相对较小,但也不可不防,毕竟人人喊打的反式脂肪酸,算起来也是植物油中顺式脂肪酸的异构体,不过是结构式不同的顺反异构。
“嘿!”汤佳怡皱眉想了两秒,忽然开口发声。
“怎么?”马竞停下调配斐林试剂的动作,扭头看她,不解问道:“又怎么啦?”
汤佳怡扭头看他:“为什么一提起人工合成,你就只想到化学合成呢?等到基因工程更进一步,应该能够生产出专门的生物合成微生物,葡萄糖、氨基酸、脂肪酸什么的都通过它们进行生产,然后再用化学设备合成成更加高级的大分子,这样不就没有手性的问题了?”
“你这个想法很好很生物,”马竞闻言笑笑,“可惜缓不济急。就火星这种大气稀薄的地方,还是太阳能发电,然后电化学合成来的方便。”
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