蛋白质水解需要消耗水吗(蛋白质水解需要消耗能量吗)

东升常识网 636 2024-04-24 15:01:20

1.蛋白质的水解需要能量吗?蛋白质是由氨基酸组成的,氨基酸就像砖块一样,而蛋白质就像一座复杂的建筑。

2.正如有各种各样的建筑一样,生物中也有各种各样的蛋白质。

3.不同的蛋白质有不同的结构和不同的功能。

4.总的来说,蛋白质的合成似乎比蛋白质的降解复杂得多。毕竟,在盖楼拆除一栋建筑比拆除它更容易。

5.蛋白质的降解在生物体内普遍存在。例如,当人们吃食物时,食物中的蛋白质在消化道中降解为氨基酸,然后被人体吸收。

6.在这个过程中,一些简单的蛋白质降解酶如胰岛素发挥了重要作用。

7.科学家们对这一过程进行了深入研究,因此在很长一段时间内,他们认为没有什么可以深入研究蛋白质降解的。

8.然而,20世纪50年代的一些研究表明,事情可能没那么简单。

9.一些初步研究发现,蛋白质的降解不需要能量,就像建筑物的自然倒塌一样,它不需要炸药进行爆破。

10.科学家发现,同一种蛋白质在细胞外降解不需要能量,但在细胞内降解需要能量。

11.长期以来,这一直是困扰科学家的一个谜。

从20世纪70年代到80年代初,2004年诺贝尔化学奖得主亚伦·西查诺夫、阿夫拉姆·赫什科和欧文·罗斯进行了一系列研究,最终解开了这个谜团。

13.原来生物体内的蛋白质降解过程有两种,一种是无能量的,如消化道内的降解,只需要蛋白质降解酶参与;另一个需要能量,这是一个高效、定向的降解过程。

14.这就像拆除一栋建筑。如果建筑物自然倒塌,不需要能量,但如果要定期、定点、定向拆除建筑物,则需要炸药进行爆破。

15.三位科学家发现,一种叫做泛素的多肽在需要能量的蛋白质降解过程中起着重要作用。

16.这种多肽由76个氨基酸组成,最初从小牛胰腺中分离。

17.它就像一个标签。被标记的蛋白质将被运送到细胞中的“垃圾处理厂”,在那里被降解。

18.三位科学家进一步发现了这种蛋白质降解过程的机制。

19.有三种酶,EE2和E3,它们有各自的分工。

20.E1负责激活泛素分子。

21.泛素分子被激活后被转运到E2,E2负责将泛素分子与待降解的蛋白质结合。

22.但是E2不知道指定的蛋白质,所以它需要E3的帮助。

23.E3具有识别指定蛋白质的功能。

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24.当E2在E3的指导下用泛素分子接近指定的蛋白质时,E2将泛素分子与指定的蛋白质结合在一起。

25.这个过程重复进行,许多泛素分子与指定的蛋白质结合在一起。

26.在结合的泛素分子达到一定数量后,指定的蛋白质被运输到细胞中一种称为蛋白酶体的结构中。

27.这种结构实际上是一种“垃圾处理厂”,它根据与指定蛋白质结合的泛素分子的标签决定接受和降解这种蛋白质。

28、蛋白酶体是一种桶形结构,通常一个人体细胞含有3万个蛋白酶体,经过它的处理后,蛋白质被切割成由7至9个氨基酸组成的短链。

29.这个过程如此复杂,自然需要消耗能量。

30.后来,许多科学家的大量研究证实,这种泛素调节的蛋白质降解过程在生物体内发挥着重要作用。

31.作为一种重要的质量监督物质,细胞中合成的蛋白质质量有高有低。通过其严格的控制,30%的新合成蛋白质通常无法通过质量检查并被销毁。

32、但如果不严格,反而会让一些不合格的蛋白质蒙混过关;如果控制太严格,合格的蛋白质将供不应求。

33、这容易使机体出现一系列问题。

34.例如,一种被称为“基因守护者”的P53蛋白可以抑制细胞癌变,但如果不严格控制P53蛋白的产生,就会导致人体抑制细胞癌变的能力下降并诱发癌症。

35.事实上,在一半以上的人类癌细胞中,这种蛋白质已经发生了突变。

36.泛素调节的蛋白质降解在生物体中非常重要,因此对其进行开创性研究具有特殊意义。

37.目前,在世界各地的许多实验室中,科学家们正在不断发现和研究与这一降解过程有关的新细胞功能。

38.这些研究对于进一步揭示生物学的奥秘,探索某些疾病的发病机制和治疗方法具有重要意义。

39.三位科学家在细胞控制的蛋白质运动研究方面取得了杰出成就,他们的研究对DNA修复和控制以及人类疾病的治疗具有重要意义。

40.他们的主要工作——发现泛素调节的蛋白质降解完成于20世纪70年代至80年代。

41.早在1942年,科学家们就已经发现了蛋白质分子的降解,其中赫什科是早期的探索者之一,但现阶段,他们一直将目标对准三磷酸腺苷(ATP)的作用。

42.在20世纪70年代和80年代,Ciechanover和Hershko是罗斯主持的福克斯蔡斯癌症研究中心的访问学者。

43.期间,他们共同发表了一系列论文,揭示了泛素调控的蛋白质降解机制,指明了蛋白质降解的研究方向。

44.1979年12月10日三位科学家发表在《美国国家科学院院刊》上的两篇文章被诺贝尔化学奖委员会称为“突破性成就”,为他们获得诺贝尔奖奠定了基础。

45.78岁的美国科学家吉尔文·罗斯1926年出生于纽约。

46.1952年被芝加哥大学授予博士学位。现在他是加州大学生理学和生物物理系的高级专家。

47.他曾主持美国费城福克斯蔡斯癌症研究中心,现在是加州大学欧文分校的专家。

本文到此结束,希望对亲爱的朋友们有所帮助。

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