@ 2014.01.20 , 16:18

科学家首次证明人体内的蛋白质一直在以不同的方式振动着

近日物理学家宣称,他们通过测量的数据可以证明,人体内的蛋白质充斥着能量。根据 Nature Communications(自然通讯)的最新一项研究表明,在人类和其他生物体内的数以百万计的蛋白质,像小提琴上的弦或风琴的管子般,一直在以不同的方式振动着。当然,科学家们很早以前就怀疑蛋白质以这样一种方式进行振动,但直到最近,他们才运用高科技手段证明了这种振动的真实存在。

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上图:正常人类的T细胞;来源于NIAID/NIH。

布法罗大学和豪普特曼-伍德沃德医学研究所组成了一个研究小组。文章的主要作者,布法罗大学的物理教授 Andrea Markelz 在新闻稿中表示,他们发现分子内的持续振动就像类似于门铃一样持续不断。通常我们无法意识到这种不停地振动(你能想象如果我们能意识到会是怎样一番景象吗?),但它的迷人之处在于,它用振动在人类和其他物种的身体之中演奏着一曲名副其实的交响乐。

Markelz 解释道,这种微小的动作使蛋白质能够快速改变形状,因此他们可以很容易地结合其它蛋白质。这一过程是人体执行关键的生物学功能所必须的,例如吸收氧气,修复细胞和DNA复制等功能。Markelz 同时补充说,这项研究开启了一扇关于研究生命延续的基本细胞过程的全新大门。

Markelz 说道:“自从20世纪60年代以来,人们花了很多年的时间,试图测量蛋白质中的这些振动。”Markelz 和她的团队通过蛋白质的一种有趣的特性完成了这项工作。蛋白质吸收光波,并以同样的频率进行振动,这就好像一个乐手准确的击中正确的音符,从而引发的酒杯的颤抖和晃动。Markelz 又说道:“酒杯的振动,源于它们吸收了声波的能量,而酒杯的形状,则决定了什么样的声波可以被这种酒杯所吸收。不同结构的蛋白质同样也会吸收不同频率的光波,并随之产生相应的振动。”

为了研究一种称之为“溶菌酶”的蛋白质的振动,科学家们将一份样品暴露在不同频率和偏振的光波之中,然后测量这种蛋白质所吸收的光波的类型。这项实验使得科学家们能够确定,在正常的生物条件下,蛋白质的哪些部分会产生振动。与此同时,科学家们也发现,这些振动随着时间的推移,在不断地挑战着现有的假设。

Markelz 解释说:“如果你按响一个门铃,它会在你按下的同时发出其特有的声响,这就像蛋白质振动的方式。许多科学家曾经认为,蛋白质更像一个湿润的海绵而非一个门铃,因为当你按压一个湿润的海绵时,你不会得到一个持续的声音。”Markelz 总结道:“这种单元系统的确令人惊异。你可以将一个单元想象为一台小型机器,它做着许多不同的事情—它可以感受到外界,它可以制造更多的它本身,它还可以读取和复制 DNA 等等,所以为了所有这些事情能够发生,蛋白质必须不停地振动并相互影响。”本文译自 io9,由译者 老人爱怡 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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