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1700261080 ——丹·布朗,《达芬奇的密码》,2003年
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1700261082 当然,这样的说法实在略过了太多的细节,乍听起来和转运RNA的工作原理完全对不上号,在之后的两章里,我们就将专门解决这个问题,从转运RNA中发现一些古老的秘密。
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1700261084 生命的起源:所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的? [:1700256346]
1700261085 延伸阅读α-酮酸简介
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1700261087 “α-酮酸”这个名号在这本书中才出现不久,但它所指的那些物质早就在我们的故事里扮演了重要的角色,只是长期以来隐姓埋名,没有走到台前罢了。为了更明白地讲述第一位碱基的规律,我们不妨再多了解一点有机化学的知识。
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1700261089 如图4—40,在有机化学里,碳原子总是被赋予各种编号和名称。比如紧邻主要官能团的那个碳原子就可以叫作“α-碳”,第二个碳原子就叫作“β-碳”,之后整条链上的碳原子都按照希腊字母依此类推。如果有机酸紧邻羧基的α-碳上有一个氨基,就叫“α-氨基酸”——遗传密码里的20种氨基酸,那些用来翻译蛋白质的氨基酸,全都是这样的α-氨基酸[11],所以我们总是把这个“α”省略不提,难怪大多数人不曾听说过。
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1700261091 同理,如果羧酸的α-碳是个羰基,我们就叫它“α-酮酸”,就像图4—41那样。
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1700261093 α-酮酸与α-氨基酸在结构上这样像,所以细胞就常把前者当作后者的合成原料,只要把那个氧原子换成氨基,一个新的氨基酸分子就诞生了。这就是为什么我们考虑食物营养价值的时候要区分“非必需氨基酸”和“必需氨基酸”:前者对应的α-酮酸可以被人体直接合成出来,也就不需要从食物里刻意补充,而后者不能,必须从肉蛋奶等营养丰富的食物里获取[12]。
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1700261098 图4—40 一个简单的有机酸的键线式。从羧基开始的碳原子被依次命名为“α-碳”“β-碳”“γ-碳”等。“R”表示任意官能团,其中当然可以继续有“δ-碳”“ε-碳”等,但是通常,我们只用前三个。(作者绘)
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1700261103 图4—41 左边是α-酮酸,右边是α-氨基酸,也就是平常说的氨基酸。(作者绘)
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1700261108 图4—42 还原胺化反应可以把羰基上的氧原子换成氨基,把α-酮酸变成α-氨基酸。(作者绘)
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1700261113 图4—43 转氨基作用则能把一种氨基酸与一种α-酮酸变成另一种氨基酸与另一种α-酮酸。比如谷丙转氨酶就负责催化丙氨酸和谷氨酸的互相转化,是重要的肝功能临床指标。(作者绘)
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1700261115 另外,前文提到过,碱基G开头的氨基酸都能从α-酮酸的还原胺化反应中直接得到,而甘氨酸的原材料就是乙醛酸。这种物质之前并没有出现在三羧酸循环里,似乎是个例外,但实际上,三羧酸循环并不是一成不变的,也存在许多旁线和捷径,而乙醛酸就是其中最重要的一条捷径。如图4—44,三羧酸循环中的异柠檬酸可以直接分裂成乙醛酸和琥珀酸,乙醛酸再直接与另一份乙酰辅酶A结合,变成苹果酸,回归循环。
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1700261117 这条捷径可以少释放两分子二氧化碳,提高循环的效率,在微生物和植物中非常普遍。
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1700261119 同样,缬氨酸对应的α-酮酸将是一种α-酮异戊酸,这个酸虽然不来自三羧酸循环,却也能从两个丙酮酸的缩合反应中轻易得到,在许多细胞内,这正是从头合成缬氨酸的主要方法。
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1700261124 图4—44 乙醛酸循环示意图。对照图2—13,你会发现它走了一条捷径。那些半透明、颜色很淡的部分,是它略过的部分,那里原本将要释放的2分子二氧化碳因此节省了下来,也就节约了有机物,但那里原本将要产生的2分子辅酶NADH和1分子ATP也因此不会出现了。所以实际上,乙醛酸循环并不适合能量产出,而更适合物质转化,比如植物的种子可以通过乙醛酸循环,把脂肪分解产生的乙酰辅酶A大量转化为糖类和氨基酸。(作者绘)
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1700261126 [1]中心法则的标准流程就是图2—42中的红色箭头,也是中心法则在健康细胞内的主要流动方向。
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1700261128 [2]更严格地说,这里的“原料”是指生物化学上的“前体”,也就是某条代谢路径上更靠前的有机物。比如在之前的两幕中,丙酮酸是乙酰辅酶A的前体,氨基酸是蛋白质的前体,核糖是核苷酸的前体。与下文稍有不同的是,这个规律最初发现时考虑的前体是几种氨基酸,但从整体上看,都可以更根本地归结成下文的规律。
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