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动物耐水压的秘密

2000-04-26 来源:中华读书报  我有话说

众所周知,在海洋中,每潜下10米,压强就要增加105帕。在几千米深的海水下,其压强足以将钢制的潜水器压扁。然而,在深不见底的海水下,因为没有阳光,罕见植物的踪迹。但这广阔的黑暗天地却是许多海洋动物的乐园,生活着许多不寻常的动物。那么,这些海洋动物是如何在水下的高压中生存的呢?最近,美国的一个研究小组找到了答案。

高压之所以会给生命带来影响,是因为高压会阻止蛋白质的折叠。蛋白质是生命的基础物质,当蛋白质刚刚被细胞合成时,仅是一个链状,只有经过像细线绕成线团一样的折叠后,蛋白质才会具有活性和功能。然而,蛋白质链在折叠前,由于黏附有水分子,水下的高压会使两者的结合更加紧密,致使蛋白质无法进行折叠,从而破坏了蛋白质的活性与正常功能的形成。

研究人员发现,海洋动物体内虽然都含有一种氧化三甲胺(TMAO)的物质,但深海中的鱼、虾和海参等动物体内的含量要比浅海动物体内多得多。而且,动物在水中栖息的深度越深,体内组织中的氧化三甲胺的含量越多。

为了验证氧化三甲胺是否能促进蛋白质链的折叠,研究人员从三种生活在不同深度的蝎鱼和牛体内取出一种酶,然后加入氧化三甲胺。结果证明,氧化三甲胺不仅能普遍提高它们对压力的抗性,还能保护它们免受其他分解酶的作用。

显而易见,氧化三甲胺是大自然为动物蛋白质设计的一种通用的稳定剂。研究人员认为,氧化三甲胺对牛体中的酶具有稳定作用,意味着氧化三甲胺的保护功能可能要比想象的还要强。目前,美国的科学家已经开始考虑将这种神奇的氧化三甲胺物质用于修复诸如囊肿性纤维化所造成的蛋白质缺陷等人类的某些疾病。

肖应摘编自《科学画报》2000年4月号

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