escribí aquí hace unos años sobre la misteriosa escasez de esparteína, y es un problema que no ha desaparecido. Esparteína, para aquellos que no recolectan alcaloides ni rutas químicas orgánicas asimétricas, es un compuesto natural (que se encuentra en América del Sur). especies de lupino, entre otros lugares), y también es un reactivo interesante. Su estructura de anillo rígido y la colocación de dos aminas terciarias básicas le permiten formar complejos aniónicos asimétricos en solución, especialmente con reactivos de organolitio. Esto puede permitir algunas reacciones realmente útiles que forman solo un producto enantiomérico (un isómero de imagen especular), una característica que los químicos orgánicos sintéticos siempre están buscando.
El problema, como se menciona en esa publicación del blog, es que el reactivo asimétrico debe estar disponible. Un desequilibrio de quiralidad no solo aparece. Si tiene un compuesto que es un enantiómero único, tenía que fabricarlo o purificarlo a través de otra cosa que fuera un enantiómero único. Las cosas que no pueden ser isómeros de imagen especular (como el agua pura) o que son mezclas al cincuenta por ciento de tales isómeros no pueden separar o sintetizar enantiómeros puros por sí mismos. Si alguien deja caer un zapato por un tubo de metal recto (un elemento simétrico), no podrá saber si es un zapato de la mano izquierda o de la mano derecha lo que hace sonar la cosa, pero si extiende la mano con su (asimétrico) con la mano izquierda o derecha y toque dicho zapato después de que salga, puede notarlo incluso con las luces apagadas.
Tenemos que agradecer al lupino por hacernos la esparteína asimétrica, pero alguien tiene que tomarse la molestia de aislarla o sintetizarla a partir de un precursor de una “reserva quiral” más disponible (para la esparteína, que sería otro alcaloide, citisina). Hubo una especie de contratiempo importante en el suministro. muchos años atrásSin embargo, no era la primera vez que sucedía. Esto hace que los intentos a gran escala de utilizar los métodos sintéticos basados en el compuesto sean riesgosos: aquí, por ejemplo, es el grupo de proceso de Vertex que opta por tomar otra ruta en lugar de arriesgarse. También estaban mirando al “sustituto de esparteína”, un compuesto muy similar que puede realizar los mismos tipos de química, pero que también se deriva de la citisina y no necesariamente evita los problemas de suministro, especialmente para el trabajo de producción.
El grupo O’Brien en York que desarrolló el sustituto ahora informes una ruta sintética a escala de gramos, lo que podría ayudar. Este no requiere una planta para producir un enantiómero alcaloide único en absoluto; en cambio, la asimetría proviene del uso de una enzima lipasa bacteriana (de un Burkholderia especies) para entregar un solo enantiómero en un paso clave durante la síntesis. Ese es otro buen ejemplo de “la quiralidad tiene que venir de alguna parte”: rastree cualquier preparación de un solo enantiómero lo suficientemente atrás, y es casi seguro que encontrará algo derivado de una criatura viva, ya que la bioquímica es, con mucho, la fuente más fácil de moléculas asimétricas .
Todas las proteínas y todos los carbohidratos de los organismos vivos de la Tierra tienen la misma “mano izquierda”, lo que es un poderoso argumento a favor de un solo origen de vida (o al menos, un solo linaje sobreviviente de tales orígenes). Cómo terminamos todos de esa manera es un tema profundamente controvertido: ¿hay algo en una serie enantiomérica que sea intrínsecamente mejor? En realidad, eso debería ser imposible; químicamente, los dos son idénticos. ¿Hay alguna forma de que se haya desarrollado un desequilibrio de dos aminoácidos isómeros espejo o percursores de azúcar antes de que la vida comenzara? Eso nos lleva de vuelta a “la quiralidad tiene que venir de algún lado” y todo tipo de explicaciones extrañas que se remontan a asimetrías sutiles en leyes físicas básicas y similares (un tema que escribi sobre en este blog en 2002 – hombre, he escrito muchas publicaciones de blog). Si nuestro tipo de vida es relativamente fácil de desarrollar en el universo (que después de todo está nadando en agua, aminoácidos, etc.), ¿nos encontraremos con una mezcla al cincuenta por ciento de formas de vida isoméricas cuando comencemos a explorar? No tengo ni idea, ni nadie más, es una de las principales preguntas abiertas y parece que seguirá siéndolo durante un buen tiempo.
Un tema filosófico más, ya que es viernes, después de todo: ¿cómo reconocemos nosotros mismos la asimetría? En otras palabras, ¿cómo sabemos la derecha de la izquierda? La pregunta suena ridícula, pero mejora con la inspección. Los seres humanos son (en su mayoría) simétricos bilateralmente, pero los dos hemisferios del cerebro son una fuerte excepción. No puedo mencionar esa excepción sin enviar a la gente por la madriguera del conejo que es el Jaynes “Mente bicameral” hipótesis – Ash Jogalekar me ha señalado que Richard Dawkins una vez llamado Aquél “ya sea una completa basura o una obra de consumado genio, nada en el medio“, Y no puedo estar en desacuerdo. Cómo los embriones desarrollan tales asimetrías en primer lugar es otra pregunta inesperadamente profunda, y podría bajar a la dirección en la que están latiendo los cilios, que bien podría deberse a las proteínas involucradas en su construcción, y volvemos a la quiralidad de la bioquímica.
Recuerde también que nuestros ojos están conectados por separado a cada hemisferio (lo que ha llevado a algunos informes espectacularmente extraños en la literatura después del desesperado expediente quirúrgico de corpus callosotomy en casos severos de epilepsia. Cortar las principales conexiones neuronales entre los dos hemisferios de esta manera tiene una serie de efectos secundarios, y entre ellos puede estar que un paciente (al menos al principio) da diferentes respuestas a las mismas preguntas cuando se leen con el ojo izquierdo en comparación con el derecho (las diferentes fluencias verbales de cada hemisferio también son un factor). Entonces, mi hipótesis es que, a nivel macroscópico, nuestro sistema de reconocimiento de quiralidad se basa en asimetrías en nuestro procesamiento consciente del mundo a través de nuestros ojos izquierdo y derecho, y por lo tanto nuestros hemisferios cerebrales izquierdo y derecho. Me alegrará ver a la gente hacer agujeros en esta idea en los comentarios.