金澤大學奈米生命科學研究所的秋根茂久教授與該校理工研究域物質化學系的酒田質子副教授等人組成的研究團隊，成功開發出了一種可隨時間左右交替變化的分子。
圖1：很多手性化合物存在的外消旋化反應。右手型最終會變成右手型和左手型各佔50%的混合物（外消旋體）。（供圖：金澤大學）
很多在生命現象中非常重要的分子，如氨基酸等都具有不能與鏡像重合的右手型和左手型結構（手性），並且分別發揮着不同的功能。其中包括可以提取其中一種的分子，也包括逐漸恢復爲右手型和左手型各佔50％的混合物（外消旋體）的分子。由右手型恢復爲外消旋體時，通常右手型的比例會從100％單調減量，變成50％，因此中途左手型的比例不會超過50％。也就是說，無法僅使用右手型形成左手型過剩的狀態。
研究團隊此次開發出了顛覆這種常識的可隨時間發生變化的新型螺旋分子。新合成的分子是在分子中導入鈷原子的螺旋結構籠狀分子「鈷三核金屬穴狀配位子」（金屬穴狀配位子）。這個分子的鈷上合計能導入6個胺分子，這6個分子可以透過緩慢的反應與其他胺分子交換。
圖2：（A）正常的外消旋化反應的時間變化。從只有右手型的狀態單調變化，變成外消旋體。從右手型開始時，左手型不會進入過剩狀態。（B）在本次研究的金屬穴狀配位子中添加胺P時的時間變化程序。從右手型過剩的狀態開始，暫時性經由左手型過剩的狀態，然後變成外消旋體。（C）在本次研究的金屬穴狀配位子中添加胺A時的時間變化程序。右手型的比例單調增加。（供圖：金澤大學）
作爲胺分子，研究團隊導入了6個偏向右手型的胺A。這種含鈷分子可以導入6個偏向右手型的試劑（胺A），右手型由此變成過剩存在。研究發現，添加去除胺A的試劑（胺P）後，會逐漸恢復爲外消旋體，但中途會暫時性經過左手型過剩的狀態，然後變成右手型和左手型各佔50％的混合外消旋體。
這種暫時性越過終點後又恢復到最終平衡位置的現象類似於鐘擺等的物理可用能現象「阻尼振動」和控制工程中的「超越量」。就像將鐘擺拉向一側後放手，可以將物體送至夠不到的另一側一樣，只需使用偏向右手型的試劑（胺A），就實施了從右手型暫時變爲左手型的時間變化。
秋根教授表示：「通常，在右手型的外消旋化程序中，平衡比不會在中途逆轉，變成左手型偏多的情況，但我們根據從圓二色光譜和質譜等獲得的結果構建模式進行分析發現，存在偏向左手型的中間體。今後有望根據這個成果，開發透過持續刺激多次發生反轉、表現出更復雜的時間變化的分子元件等。」
【論文資訊】
期刊：Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America（PNAS）
論文：Transient chirality inversion during racemization of a helical cobalt(III) complex
DOI：10.1073/pnas.2113237119
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
