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在这本书中,我们会遇到许多种被称为“辅酶”的东西,也就是“为酶做辅助的物质”。通常来说,这种辅助体现为搬运、交接、转移之类的过渡动作,因为它们在空载的时候很容易结合某种物质,在满载的时候又很容易失去这种物质,因此就把一失一得的两个反应关联了起来。
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光是这么说当然有些抽象,在三羧酸循环中出现的两种辅酶NAD⁺(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)和FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸),就专门负责转移电子和氢离子。
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总的来说,它们都具有比较强的氧化性,很容易从还原性的有机物上夺走电子,而一旦得到电子,它们又不会死守着不放,很容易把电子交给其他氧化性更强的物质。这样,它们就在不同的反应之间转移了电子。
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同时出于电荷平衡的原因,它们从有机物身上夺走电子的时候,也总要从附近结合等量的氢离子,到它们交出电子的时候,又将同时放出这些氢离子。所以,它们同时转移了氢离子。当然,一个电子和一个氢离子加起来就是一个氢原子,所以这两种辅酶实际上是转移了氢原子。
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说得更具体一些,这两种辅酶都是一次最多转移两个电子,但转移氢原子的方式有些细节差异。
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图2—27 NAD⁺的分子式。如果你注意到黄色的部分就是一个ADP,那么你又找到了一条灰线的开端。(作者绘)
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图2—28 FAD的分子式。同样,黄色的部分又是一个ADP,而那个橙色的部分是一个核糖醇,也就是还原核糖得到的醇。(作者绘)
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辅酶NAD⁺,又叫辅酶I,如图2—29,它的烟酰部分自带一个单位的正电荷,两个新得的电子一个用来中和这个正电荷,一个交给这个正电荷对面的碳原子,并在那里结合一个氢离子,构成一个氢原子,成为NADH。而它夺取电子时产生的另一个氢离子就随手抛弃了——反正细胞里到处都是水,水分子随时会电离出氢离子,它将来无论把这对电子交给了谁,对方都可以随手抓一个氢离子拿来用,没有必要非得是电子的原配不可。
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辅酶NAD⁺将会在这本书的后文里频繁地出现,它是一切生命必需的物质,少了它们,任何一个细胞都不能完成正常的新陈代谢。而这种辅酶在食物里的原型,就是维生素B3,又叫烟酸,人类如果日常摄入不足,就会表现出皮炎、腹泻、头晕、呕吐等严重的缺乏症,直至死亡。
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而FAD的情况就有所不同,如图2—31,它主体部分是一个“光色素”,其中的两个氮原子都可以再接受一个电子,同时各结合一个氢离子,然后就变成了FADH₂。
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与NAD⁺一样,辅酶FAD是代谢活动中极其重要的物质,而它在食物中的原型,就是维生素B₂,或者叫核黄素。这种维生素具有极其醒目的黄色。实际上,如果你因为补充维生素而尿出了黄得发亮的尿,就是因为维生素B₂ 超过人体需求之后会通过肾脏排出。反过来,如果维生素B₂ 摄入不足,你就会患皮炎、舌炎、口角炎、角膜炎,脸上长出莫名其妙的肉丝,见光流泪,然后贫血,直到死亡。
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不过与辅酶NAD⁺不同的是,辅酶FAD在这本书中的戏份一直不多,直到很靠后的地方才会在正文里重现。
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图2—29 辅酶NAD⁺的还原和氧化反应。为了突出烟酰,分子式中的ADP部分简化成了黄色胶囊,连接烟酰的核糖简化成了黄色的圆。(作者绘)
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图2—30 富含维生素B₃ 的食物有肉、蛋、奶、肝、绿叶菜、坚果、粗粮,以及某些新鲜水果。(图片来源:Andrzej Pindras)
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图2—31 FAD与FADH₂ 的可逆转化。为了突出光色素,核糖醇部分简化成了橙色的圆,ADP部分简化成了黄色胶囊。(作者绘)
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图2—32 富含维生素B₂ 的食物有肉、蛋、奶、肝、绿叶菜、坚果、粗粮,以及蘑菇。(图片来源:TatjanaBaibakova)
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