蛋白質(zhì)——造物主開啟生命之鎖的第一把鑰匙

地球，伴隨著水和空氣從誕生到現(xiàn)在，已經(jīng)渡過了45.4億年，這是現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)和地球物理學(xué)界對(duì)隕石采用放射性測(cè)算得出的結(jié)論。而地球上的生命的誕生據(jù)說也有35億年勉吻。也就是說，在大約10億年里地球上沒有任何生命旅赢。

廣義的生命一詞泛指變化和運(yùn)動(dòng)齿桃，宇宙間的一切都在變化和運(yùn)動(dòng)，從這個(gè)意義上說煮盼，一切都是有生命的短纵，宇宙本身也是有生命的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展僵控，廣義生命的涵義香到，將來還可能包括人工智能相關(guān)的一些人類制造的產(chǎn)品，比如高仿生機(jī)器人之類等等报破。

而我們?cè)谶@里所講的生命是一種狹義的概念悠就。

《百度百科》對(duì)這種狹義生命的涵義是這樣解釋的——

? “生命的內(nèi)涵是指在宇宙發(fā)展變化過程中自然出現(xiàn)的存在一定的自我生長、繁衍充易、感覺梗脾、意識(shí)、意志盹靴、進(jìn)化炸茧、互動(dòng)等豐富可能的一類現(xiàn)象帆疟，其外也可以包括生化反應(yīng)產(chǎn)生的能夠自我復(fù)制的氨基酸結(jié)構(gòu)，以及真菌宇立、細(xì)菌、植物自赔、動(dòng)物（人類）妈嘹。”

以上這些生物都屬于同一種“碳基生命”類型绍妨。它們的生命體和生命活動(dòng)無論以一種什么樣的外在形式表達(dá)出來润脸，其物質(zhì)品質(zhì)都可以歸屬為“有機(jī)生物體”。地球上所有我們已知的生命體他去，包括我們?nèi)祟愖陨肀醒保际沁@種有機(jī)生物體。所以我們?cè)谶@里所提到的生命概念的中心涵義灾测，可以用一句“有機(jī)生物體的存在”來概括爆价。

?充足的水和空氣并沒有馬上給地球帶來生命，而是經(jīng)過了非常漫長的等待媳搪，這是為什么呢铭段？

關(guān)于生命的起源，目前存在著多種臆測(cè)和假說秦爆，爭(zhēng)議很大序愚。我們姑且不論環(huán)境等其他一切因素，只討論生命體的自身存在條件等限，我只想說其中一點(diǎn)爸吮。那就是，就像蓋房子需要磚瓦梁柱等各種建筑材料一樣望门，生命體的構(gòu)建形娇，也需要有適合生命體和生命活動(dòng)運(yùn)行條件要求的“建筑材料”。而根據(jù)碳基生命的構(gòu)造原理怒允，只有以分子形式存在的某些特定的有機(jī)化合物埂软，且在一定條件下能夠形成超大分子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，才有可能具有符合這種條件要求的功能纫事。

為了追尋從硅酸鹽統(tǒng)治的無機(jī)物世界勘畔，到有機(jī)生物體存在并實(shí)現(xiàn)了多樣化的轉(zhuǎn)變；為了探究生命物質(zhì)誕生的過程與生命活動(dòng)的初始緣由丽惶，我們只有從現(xiàn)有生命體中去尋找這些特殊的有機(jī)化合物歷史上的蛛絲馬跡炫七。

一些不同于無機(jī)物的生物活性物質(zhì)就這樣在人類好奇心面前被撩起了面紗，它們種類繁多钾唬，有生物堿万哪、氨基酸及多肽類侠驯、酯、甾醇類奕巍、萜類吟策、糖類、甙類的止，以及它們的結(jié)構(gòu)各異的眾多衍生物等等檩坚。這些在無機(jī)物世界里從來不曾有過的物質(zhì)，現(xiàn)在比比皆是诅福，它們統(tǒng)統(tǒng)屬于“生物分子”這個(gè)大家族匾委。

生物分子最先是以小分子的形式出現(xiàn)的，比較有代表性的有：氨基酸氓润、核苷酸赂乐、甘油三酯、單糖或雙糖等咖气。

隨之挨措，一些巨大分子量有機(jī)化合物陸續(xù)誕生了。氨基酸合成了蛋白質(zhì)采章；核苷酸合成了核酸類大分子运嗜，包括RNA（核糖核酸）和DNA（脫氧核糖核酸）；脂肪這樣的脂類大分子悯舟，由甘油三酯和其他小分子合成担租；大分子多糖類，則以淀粉抵怎、纖維素的狀態(tài)出現(xiàn)奋救。

這些有機(jī)大分子的分子量一般都在一萬以上，有的甚至超過數(shù)百萬反惕〕⑺遥《現(xiàn)代生物學(xué)》由此而派生出了《分子生物學(xué)》、《系統(tǒng)生物學(xué)》姿染、《合成生物學(xué)》等多個(gè)獨(dú)立的生物學(xué)相關(guān)理論體系背亥。

這種與生命體和生命活動(dòng)息息相關(guān)的有機(jī)大分子，在這些新的生物學(xué)體系中均被稱為“生物大分子”悬赏。

我們從現(xiàn)有已知生命體中發(fā)現(xiàn)的生物大分子主要就是這四大類：蛋白質(zhì)類狡汉、核酸類、脂肪和多糖闽颇。

請(qǐng)感興趣的朋友一定要牢牢記住這四種東西盾戴，它們?cè)谖覀兊纳眢w里起著至關(guān)重要的作用。有朋友會(huì)問兵多，你說的這些東西同時(shí)也都是些營養(yǎng)素吧尖啡？

既然都是身體里的重要成分橄仆，把它們看做營養(yǎng)物質(zhì)當(dāng)然沒有錯(cuò)。但分析的角度不同衅斩，概念的外延也會(huì)有所區(qū)別盆顾。

營養(yǎng)學(xué)理論把一些食物中可給人體提供能量、構(gòu)成機(jī)體和組織修復(fù)以及具有生理調(diào)節(jié)功能的物質(zhì)列為營養(yǎng)素畏梆。

日常所必須的主要營養(yǎng)物質(zhì)包括椎扬，蛋白質(zhì)、脂類具温、糖類、維生素筐赔、水铣猩、無機(jī)鹽（礦物質(zhì)）、膳食纖維（纖維素）七類茴丰。被稱為“七大營養(yǎng)素”达皿。

糖類和膳食纖維都屬于碳水化合物，所以贿肩，有的資料中把二者歸為一類峦椰，列為六大營養(yǎng)素。

作為面向大眾的科普知識(shí)汰规，這種概括無可厚非汤功。而我要具體談到不同物質(zhì)在營養(yǎng)學(xué)中的實(shí)際功能，就不能以化學(xué)屬性作為劃分物質(zhì)類型的界定標(biāo)準(zhǔn)溜哮。畢竟滔金，二者在人體生命活動(dòng)中的作用大相徑庭，其生物功能完全不可同日而語茂嗓。這樣來看餐茵，把糖類和膳食纖維分開表述應(yīng)該更妥當(dāng)一些。

必須指出的是述吸，補(bǔ)充營養(yǎng)素并不是補(bǔ)充得越多越好忿族。補(bǔ)充與需求（包括生命體成長過程的應(yīng)用增量、生命活動(dòng)中的肌體損耗及能源消耗）之間保持平衡才是關(guān)鍵蝌矛。某種營養(yǎng)物質(zhì)補(bǔ)充多了反而有害道批。

對(duì)比一下四大類生物大分子與七大類營養(yǎng)物質(zhì)，可以看出朴读，核酸并不在七大營養(yǎng)素之列屹徘。這是因?yàn)椋梭w合成核酸的功能非常強(qiáng)大衅金，通常在補(bǔ)充蛋白質(zhì)和其他一些食品時(shí)噪伊，能夠合成核酸的一些基礎(chǔ)物質(zhì)已經(jīng)得到了補(bǔ)充簿煌，所以不需要額外補(bǔ)充。這就像氧氣沒有被列為營養(yǎng)素一樣鉴吹，我們的身體雖然一刻也離不開氧姨伟，但正常情況下，我們的呼吸就已經(jīng)滿足了這項(xiàng)需求豆励，沒有必要再單獨(dú)補(bǔ)氧夺荒。所以，核酸和氧雖然沒有被列為營養(yǎng)素良蒸，但并沒有因此而排除它們都是關(guān)乎生命與健康極為重要的必需物質(zhì)技扼。

當(dāng)然，上述表述只是營養(yǎng)學(xué)界和醫(yī)藥學(xué)界目前的主流觀點(diǎn)嫩痰。核酸是否可以作為營養(yǎng)物質(zhì)從體外補(bǔ)充還是有很大爭(zhēng)議的拗踢，各種核酸類保健品正是在這種不同意見的支持下走向市場(chǎng)鲸沮，而且其中一些產(chǎn)品的營銷活動(dòng)做得風(fēng)生水起。

關(guān)于這方面的爭(zhēng)議，我們不在這里討論叉庐。

在這四大類的生物分子中波丰，它們各有分工叨恨，在“生命體存在”和“生命活動(dòng)”中展現(xiàn)出了不同的功能识藤。其中，蛋白質(zhì)既承擔(dān)了生命體的構(gòu)建祷蝌，實(shí)現(xiàn)了生物基體的存在茅撞；又是生命活動(dòng)最重要的執(zhí)行者，在生命活動(dòng)中擔(dān)負(fù)了重要角色巨朦，發(fā)揮了有機(jī)活性的巨大作用乡翅。

核酸——另一種生物大分子，實(shí)現(xiàn)了生命活動(dòng)的“軟件”功能罪郊，它擔(dān)負(fù)著對(duì)各種生命信息的承載蠕蚜、轉(zhuǎn)錄、翻譯（“轉(zhuǎn)錄”和“翻譯”都是生物學(xué)術(shù)語悔橄，是基因表達(dá)中的兩個(gè)不同環(huán)節(jié)）等工作靶累，相當(dāng)于生命體中的“上層建筑”。關(guān)于核酸的具體講解癣疟，請(qǐng)看我的后繼文章挣柬。

在現(xiàn)代生物學(xué)理論中，有這樣一個(gè)爭(zhēng)議——“先有蛋白質(zhì)睛挚，還是先有核酸邪蛔？”

學(xué)術(shù)界對(duì)這個(gè)問題目前還沒有形成主流觀點(diǎn)。但不管它們誕生的次序如何扎狱，我們都應(yīng)該把蛋白質(zhì)的重要性列在首要位置上侧到。從它們的功能性質(zhì)上分析勃教，只有蛋白質(zhì)才有可能作為生命體存在的承載基礎(chǔ)。所以匠抗，恩格斯說：“蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)故源，生命是蛋白質(zhì)存在的一種形式」常”

1828年尿素的人工合成绳军，宣告了物質(zhì)世界的演變路徑存在著不可預(yù)料的復(fù)雜性，探究有機(jī)生物分子產(chǎn)生的源頭矢腻，可以把“無機(jī)物的發(fā)展演變”作為追尋生命誕生的最初目標(biāo)门驾，有了一個(gè)充分的理由。

但尿素畢竟只是一種非常簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物多柑，它僅僅是某些脊椎動(dòng)物的一種代謝過程的產(chǎn)物猎唁，同時(shí)也能作為維持植物生命的營養(yǎng)物質(zhì)，無法用來作為從無機(jī)的硅酸鹽世界到有機(jī)生物世界轉(zhuǎn)變的標(biāo)志顷蟆。

這種轉(zhuǎn)變需要一個(gè)具有里程碑意義的物質(zhì)作為標(biāo)志。

蛋白質(zhì)是生命結(jié)構(gòu)形式的第一重要產(chǎn)物腐魂，這種生物大分子通過微生物的生命活動(dòng)得到了最初的物質(zhì)實(shí)現(xiàn)帐偎，繼而使整個(gè)世界的物質(zhì)存在形式產(chǎn)生了一種根本性改變。寂靜了10億年之久的地球蛔屹，終于在蛋白質(zhì)和其他生物分子共同參與的條件下削樊，演變成為一派生機(jī)盎然的生物世界。這才是一個(gè)具有里程碑意義的標(biāo)志性物質(zhì)兔毒。所以我才有理由在這里這樣說漫贞，“蛋白質(zhì)是造物主開啟生命之鎖的第一把鑰匙”。

當(dāng)然育叁，還有另一種意見是把蛋白質(zhì)看作生命體中的從屬地位迅脐，而主體物質(zhì)則被認(rèn)為是RNA，也就是核糖核酸豪嗽。而且支持這種看法的業(yè)界人士似乎更多一些谴蔑。但不管怎么說，給出結(jié)論性的論斷為時(shí)尚早龟梦，一切有待于我們的后繼努力隐锭。

兩種觀點(diǎn)的更多細(xì)節(jié)無須贅述，感興趣者可查閱相關(guān)資料计贰。

分子生物學(xué)和合成生物學(xué)的研究成果揭示了钦睡，胚胎發(fā)育取決于遺傳基因的信息承載與轉(zhuǎn)錄，和蛋白質(zhì)的執(zhí)行過程躁倒，以及胚胎整體各部分之間的相互作用荞怒，從根本上推翻了上世紀(jì)初在古希臘亞里士多德時(shí)代的“活力論”基礎(chǔ)上產(chǎn)生的“新活力論”洒琢。

新活力論的“生命自主”學(xué)說把生物體的生命活動(dòng)歸咎于不可知的“精神力量”，這種精神力量被稱為“活力”（即“隱德來险跏洌”纬凤，希臘語entelecheia的音譯）×媒溃“隱德來贤Ｊ浚”的原意為“完成”的意思，被亞里士多德用來指每一事物所要達(dá)到的目的完丽，亦即“潛能的實(shí)現(xiàn)”恋技。

很明顯，“活力論”和“新活力論”都不愿意承認(rèn)逻族，“精神力量”與物質(zhì)有關(guān)蜻底。

蛋白質(zhì)和核酸的相關(guān)理論說明，生物分子的出現(xiàn)聘鳞，是物質(zhì)發(fā)展到極致化的一個(gè)結(jié)果薄辅，生命活動(dòng)可以看作是一種極致化的物質(zhì)表達(dá)。

蛋白質(zhì)在生命活動(dòng)中的執(zhí)行作用抠璃，決定了生命活動(dòng)的表達(dá)形式和實(shí)際效果站楚。核酸類物質(zhì)則負(fù)責(zé)某些重要生命信息的傳承與發(fā)布。

【樹林不遠(yuǎn)處】