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[转载]生命起源——“共享能量供体”对能量传递单元的选择性

已有 1023 次阅读 2021-6-5 07:19 |个人分类:生物起源|系统分类:科研笔记|文章来源:转载

    假设能量传递单元“S→I→C”和“S→II→D”共存于一个体系中(图1),“S”为这两种能量传递单元的“共享能量供体”。从“S”的角度讲,它所储存的能量有两种能量传递单元可供选择。反过来,从能量传递单元的角度看,这两种能量传递单元对“S”中的能量表现为“竞争”关系。“S”中的能量最终流经的能量传递单元被认为是这场“竞争”中的胜者,而没有流经的能量传递单元则被认为是这场“竞争”中的败者。

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图1能量的传递途径具有选择性。“S”为能量传递单元“S→I→C”和“S→II→D”的“共享能量供体”,“I”和“II”为两种能量传递介体,“B”为“D”或“II”的抑制因子。


    假设能量传递介体“I”和能量传递介体“II”的能量传递能力相同。如果“S”与能量受体“C”之间的能势差比“S”与能量受体“D”之间的能势差更利于“S”中的能量的传递,那么“S→I→C”所表现出来的能量平衡能力要比“S→II→D”更强。在恒温、恒压条件下,存在能势差的两种化学物质之间不一定就会发生能量传递,只有存在合适的能势差才有发生能量传递可能。例如,葡萄糖和1,3-二磷酸甘油酸两种物质分子均与ADP均存在能势差,然而,一般情况下,葡萄糖不会直接将能量传递给ADP,而是先经过一系列的转换变成1,3-二磷酸甘油酸后,才将释放出的能量储存入ADP,使其转变成“能量可用系统”ATP。此时,可以认为,1,3-二磷酸甘油酸与ADP之间的能势差比葡萄糖与ADP之间的能势差更适合能量传递。生物细胞内不同物质分子之间均存在能势差,但各种生化反应的发生井然有序,能量在其中的传递有条不紊,说明合适的能势差是化学物质之间能量传递的必要条件。一般情况下,两种物质之间的能势差越合适,能量传递越容易发生,传递效率也会越高。

    假设“S”与能量受体“C”之间的能势差和“S”与能量受体“D”之间的能势差相同,如果能量传递介体“I”比能量传递介体“II”的能量传递能力更强,根据前文所述,“S”中储存的能量同样更倾向于沿能量传递单元“S→I→C”进行传递。

    如果存在物质分子“B”,其可通过与能量传递单元“S→II→D”中的分子“D”或“II”相互作用,抑制“S”中的能量向“D”传递,那么“S”中的能量同样倾向于沿能量传递单元“S→I→C”传递。此时,物质分子“B”与能量传递单元“S→I→C”之间可以看作是一种“合作”关系,“B”作为“S→I→C”的环境因素,参与了能量传递单元“S→I→C”与能量传递单元“S→II→D”之间对“S”中能量的争夺。

    综上所述,对于“共享能量供体”而言,其能量在传递时有两种因素对传递途径的选择起重要调控作用:一种是可选择的能量传递单元的能量传递效率,主要与能量传递介体和能量受体的性质有关;另一种是环境因素,也就是能量传递单元以外的物质分子对能量传递单元能量传递效率的影响。

(https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2ODYxMzc3Nw==&mid=2247483971&idx=1&sn=ea0d6d31d406cd0507a7706dc1b7a4c0&chksm=cea8e9bdf9df60ab91394ab7a4c9c9822be0df4e86aac54264c18a8925c38ffd9571e9bcd39c&token=1612502510&lang=zh_CN#rd)



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