作者:BrianThomas译者:至愚
生命的依赖
生命依赖于一个令人难以置信的被称为ATP合成酶的蛋白复合体,它是世界上最小的旋转马达。这个微小的蛋白体会制造能源丰富的化合物—ATP(三磷酸腺苷)。
人体的14兆个细胞中,每一个细胞每分钟大约合成一百万个ATP分子。每天ATP产生和消耗量,超过人体体重的一半!
所有细胞的发动机
所有生物都需要制造ATP,ATP通常被称为“生命的能源通货”。这是一个干大事的小分子:为各种细胞机器提供即时可用的能量。
以ATP为燃料的蛋白机器带动着活细胞内几乎所有的活动,包括制造DNA(脱氧核糖核酸)、RNA(核糖核酸)和蛋白质,清理废物,运输化学物质进出细胞,及细胞内运输。其他燃料不会给细胞蛋白机器提供能量,就像油、风、或者阳光不会给汽油机提供能量,其道理是一样的。
考虑一下汽车的发动机,我们知到只有一个心智聪明的人(有头脑和意志),才可能以驱车为目的来制造一台机器,把能量从一种形式转化为另一种形式。1机器安排得井井有条,而不是随机拼凑,要巧妙地利用相互依存的部件,设计出合适的尺寸、形状和力度,各部件为整体的目的协同工作。从一个机器可想到生产这台机器的制造商。同样的推理,从“自然”中见到的机器也可推想到它们的创造者。2人人皆知,一幅画出自一个画家的手,因为这幅画表现出它特定的复杂性,即一个复杂的、可识别的模式,这不是源于油漆的属性。也就是说,油漆分子不能自动组织起来,形成譬如是“蒙娜丽莎”的画像。3
ATP合成酶存在于细菌细胞内膜,及线粒体和叶绿体的内膜,线粒体和叶绿体是动植物细胞内具有包膜的结构(参见图1)。
图1:整个ATP合酶机,单独制造的蛋白质亚基用希腊字母分别标记。H+离子(质子)流过ATP合成酶的一个特殊的隧道,如箭头所示。这导致机械运动,迫使轴和基底一起转动,就像一个螺旋桨。几乎%的旋转动量转换为化学能,用于制造ATP分子!每十个质子能产生三个ATP。(参照KanehisaLaboratories,寻常性白癜风北京白癫风医院治疗