金泽大学纳米生命科学研究所的秋根茂久教授与该校理工研究域物质化学系的酒田质子副教授等人组成的研究团队，成功开发出了一种可随时间左右交替变化的分子。
图1：很多手性化合物存在的外消旋化反应。右手型最终会变成右手型和左手型各占50%的混合物（外消旋体）。（供图：金泽大学）
很多在生命现象中非常重要的分子，如氨基酸等都具有不能与镜像重合的右手型和左手型结构（手性），并且分别发挥着不同的功能。其中包括可以提取其中一种的分子，也包括逐渐恢复为右手型和左手型各占50％的混合物（外消旋体）的分子。由右手型恢复为外消旋体时，通常右手型的比例会从100％单调减少，变成50％，因此中途左手型的比例不会超过50％。也就是说，无法仅使用右手型形成左手型过剩的状态。
研究团队此次开发出了颠覆这种常识的可随时间发生变化的新型螺旋分子。新合成的分子是在分子中导入钴原子的螺旋结构笼状分子“钴三核金属穴醚”（金属穴醚）。这个分子的钴上合计能导入6个胺分子，这6个分子可以通过缓慢的反应与其他胺分子交换。
图2：（A）正常的外消旋化反应的时间变化。从只有右手型的状态单调变化，变成外消旋体。从右手型开始时，左手型不会进入过剩状态。（B）在本次研究的金属穴醚中添加胺P时的时间变化过程。从右手型过剩的状态开始，暂时性经由左手型过剩的状态，然后变成外消旋体。（C）在本次研究的金属穴醚中添加胺A时的时间变化过程。右手型的比例单调增加。（供图：金泽大学）
作为胺分子，研究团队导入了6个偏向右手型的胺A。这种含钴分子可以导入6个偏向右手型的试剂（胺A），右手型由此变成过剩存在。研究发现，添加去除胺A的试剂（胺P）后，会逐渐恢复为外消旋体，但中途会暂时性经过左手型过剩的状态，然后变成右手型和左手型各占50％的混合外消旋体。
这种暂时性越过终点后又恢复到最终平衡位置的现象类似于钟摆等的物理现象“阻尼振动”和控制工程中的“过冲”。就像将钟摆拉向一侧后放手，可以将物体送至够不到的另一侧一样，只需使用偏向右手型的试剂（胺A），就实现了从右手型暂时变为左手型的时间变化。
秋根教授表示：“通常，在右手型的外消旋化过程中，平衡比不会在中途逆转，变成左手型偏多的情况，但我们根据从圆二色光谱和质谱等获得的结果构建模型进行分析发现，存在偏向左手型的中间体。今后有望根据这个成果，开发通过持续刺激多次发生反转、表现出更复杂的时间变化的分子元件等。”
【论文信息】
期刊：Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America（PNAS）
论文：Transient chirality inversion during racemization of a helical cobalt(III) complex
DOI：10.1073/pnas.2113237119
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
