熟鸡蛋反生实验背后,蛋白质竟藏着改写科学的力量

嘉慧浏览趣事 2025-01-28 01:38:33

“熟鸡蛋反生到底有没有可能呢?” 熟鸡蛋反生这一话题并非新鲜事,2015年就有相关实验引发广泛关注,还与诺贝尔奖 “沾边”。这背后究竟有着怎样的科学奥秘?让我们一同深入探索。

要了解熟鸡蛋反生,得先从蛋白质说起。蛋白质是生命体中极为重要的物质,在人体生理活动中发挥着关键作用。比如人体化学反应常需酶参与,而酶就是蛋白质;调节血糖的胰岛素、控制物质进出细胞膜的受体、清除病毒的抗体、运送氧气的血红蛋白、参与肌肉收缩的肌球蛋白和肌动蛋白,以及让皮肤有弹性的胶原蛋白,这些都是蛋白质。

蛋白质对人体生理活动意义重大,生命的多姿多彩很大程度上源于蛋白质种类的丰富多样,据估计,生物体的蛋白质种类多达10的10次方到10的12次方种。

蛋白质的组成单元是氨基酸,这是一种由碳、氢、氧、氮四种元素构成的小分子。其结构一侧是氨基,连着一个碳,碳的另一侧连着氢和侧链,再往右是羧基。在生物体内,氨基酸的侧链常见的有20种,还有两种不常见。这20种氨基酸构成了形形色色的蛋白质。对人类而言,部分氨基酸可由糖合成,而有9种必须从外界食物摄取,被称为必需氨基酸。所以教育小孩不挑食,才能保证摄入齐全的氨基酸。

氨基酸通过脱水缩合形成肽链。两个氨基酸反应时,会脱去一分子水,形成碳氮键,即肽键。多个氨基酸如此相连,就形成了长链状的肽链。肽链中氨基酸数量少于50个时,叫寡肽;数量较多时,便构成了蛋白质。

蛋白质结构复杂,分为四级。一级结构指肽链中氨基酸的序列,由基因决定,DNA通过碱基对的排列,每三个碱基对决定一种氨基酸,这个信息经信使RNA传递到核糖体,进而连接氨基酸形成肽链。胰岛素是最早被测定一级结构的蛋白质,由51个氨基酸组成。

二级结构是局部的弯折情况,主要有阿尔法螺旋和贝塔折叠两种形式。阿尔法螺旋因邻近分子间氢键作用呈螺旋状;贝塔折叠则像 “W”,由多条链通过氢键相互连接形成。这两种结构由著名化学家鲍林发现,他也因此获得1954年诺贝尔化学奖。鲍林还是和平主义者,1962年因反战获诺贝尔和平奖,是世界上第二个两次获诺贝尔奖的人。

三级结构是整个多肽链的折叠情况,不同部分可能有不同的二级结构。在形成三级结构时,蛋白质内部侧链集团多疏水,外部有的亲水,这是因为蛋白质常处于水溶液环境,疏水基团为避水缩到内部,形成疏水键。

四级结构是指一个蛋白质分子可由多条肽链彼此缠绕组成,如血红蛋白由四条肽链组成,这种结构使其适合输送氧气。高级结构由一级结构决定,这是安芬森提出的准则,从物理学角度看,蛋白质折叠是为找到能量最低状态,但也有像疯牛病朊病毒这种一级结构正确却折叠错误的特殊情况。

当生鸡蛋被煮熟,本质是蛋白质发生了变化。外界环境变化,如加热或加入化学物质(如尿素),会破坏蛋白质的高级结构,使其像织好的毛衣被拆成一团毛线,即变成伸展的肽链。肽链上有疏水和亲水集团,原本疏水集团在内、亲水集团在外,结构破坏后,疏水集团因周围全是水而彼此聚集,形成沉淀,这就是为什么煮熟的鸡蛋会变成固体,卤水点豆腐后豆浆会变成固体,此时蛋白质不仅结构被破坏,生物特性和功能也丧失,但一级结构不变。

在一定条件下,蛋白质有可能复性。1972年诺贝尔奖获得者安芬森做过相关实验,他从牛胰脏提取酶,加入尿素等化学物质使酶变性,再通过透析去掉尿素,结果发现变性的酶又恢复成有活力的酶,证明了蛋白质可以复性。

西澳大利亚大学的奥蒙德为研究改变化学反应速率,制作了旋转装置。他从鸡蛋蛋清提取溶菌酶,加热使其变性,再用尿素溶解,通过旋转装置和透析方法,让变性的溶菌酶又变回了原来的状态。他声称自己的旋转方法比传统尿素加透析的方法更快、效果更好,实现了 “鸡蛋反生”。但实际上,他只是加速了安芬森的复性实验,且仅复原了鸡蛋清中的溶菌酶,要让鸡蛋中所有蛋白质同时复性难度极大。

奥蒙德的实验引发世界舆论哗然,他还获得了搞笑诺贝尔奖。搞笑诺贝尔奖是一个 “山寨” 诺贝尔奖,旨在颁发给那些乍看令人发笑、而后让人思考的成就,以激发人们对科学的兴趣。其颁发地点在哈佛大学,颁奖者是真正的诺贝尔奖获得者。2000年安德烈・海姆因用磁悬浮技术悬浮青蛙获搞笑诺贝尔奖物理奖,2010年又因石墨烯技术获真正的诺贝尔奖。

科学研究不应只看结果是否可笑,更要关注研究过程是否科学、严谨、合理,以及能否带来新的思考和启发。熟鸡蛋反生实验虽充满争议,但它让我们对蛋白质的性质和科学研究的边界有了更深入的思考 。

【文本来源@李永乐老师的视频内容】

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评论列表
  • 2025-01-29 10:07

    万有力与电磁力的统一是:物体(粒子、星球)之间不但有引力还有斥力,二者相互依存、相互转换,都是电磁波力。中子、原子是带电的,物体是带电的。物体内外都有变化的电参数,还有变化的机械参数。能解释太多的现象,包括人类社会现象。宇宙、地球、动植物是个大化工厂。 黑洞是一台非常大的水泵(风机) 真空有电流 时间是事物变化过程! 光内外同样有引斥力及转作用

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