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搞分子生物学的和搞结构生物学的人一定知道这个命题的重要性,究竟是一个生物大分子的结构决定着其功能?还是该生物分子所“肩负”的功能决定了其结构和形貌?
在深入讨论之前说个有意思的事情,动物的“爬行”和“直立行走”问题。有人说“智能生物”如猩猩和人通过进化具有了“直立行走”的能力,这似乎与“功能”决定“结构”或“形貌”一致;但我也可以轻易举一个例子出来,可以直立行走的“袋鼠”,袋鼠在进化上地位并不高,也能直立行走。如果注意一下“直立行走”和“爬行”动物间的四肢长短,大致不难得一个初步结论: 直立行走的动物的“前肢短于后肢”,而“爬行”的动物则一般“前后肢体长短相近”。我个人觉得,“爬行”和“直立行走”并不像人们理解的那样,爬行动物低贱,直立行走的动物高贵。我觉得决定这个动物“爬行”还是“直立行走”问题的“关键”是看“眼睛”的位置以及处于有关位置的眼睛是否可以有效发挥功能。如果四肢等长的爬行动物被要求爬行时看不清道路,那么他们就没法“混生活”,同样“直立行走”的动物爬行,眼睛只能看到“脑袋下的土地”,这也没法混日子。
再胡扯一个例子,就是英、澳等国开“右舵车”“拜车”的法定优先权的确定,现在的规定是右舵车司机给其右手车礼让,原因很简单,因为处于右手车的司机位于车的右侧,他们的左侧有“盲点”,眼睛照顾不到。所以右舵车司机给右手边的车辆让行。 回头再说“爬行”动物和“直立行走”动物们的“盲区”问题。爬行者眼睛位于头颅的左右侧位,而且其近乎等长的前后肢一起“”驱动”的时候,它们能目及一百八十度平角覆盖的左右和前方。所以爬行动物“爬行”基本没啥问题。同理,直立行走的人也应该满足上述原则,不至于“低头”看不见路而掉坑里”,有意思的是袋鼠的直立行走,其实袋鼠虽直立运动,却不像人和猩猩那样“行走”,袋鼠不会如此“行走”,它们之所以被安排为“直立行走”是因为“有袋”,那里面装着袋鼠宝宝。
话归正转,全息论者支持不同层级分子组织出的分子体的“一致性”,“大同小异”或“由小见大”是相通的。照着这个逻辑,大到动物个体,小到单个生物大分子组织(“折叠”)出的三维空间结构所能表现出的“功能” 应该是有目的的! 比如多肽折叠,这里有一套信息密码(和碱基三联体对氨基酸排列的“三联体密码”、基因与环境互做所体现/依附的“组蛋白密码”一并构成生命信息的已知的三套“密码”)。这三套密码,特别是决定氨基酸残基在线型肽链上的排列顺序(这取决于“三联体密码”(在地球上所有生物的基因表达过程中基本是一样的)。之后,蛋白质分子的三维空间结构的形成决定于这种氨基酸残基的排列顺序(这就是著名的一级序列决定空间结构的说法)。
分子是如何获得“运动”能力的? 分子引擎/分子马达
AAA+结构域(ATPases associated with various cellular activities)的结构与功能直接决定了一个功能性生物大分子是否能够“运动”(位移)或能否自动“重塑”自身的三维空间结构。这其实是区别一个大分子的是否拥有化学活性之上的生物“活力”的本质所在。
含有AAA+结构域的蛋白质分子
AAA蛋白中的 ATPases水解ATP末位高能磷酸,但这时的水解是“变构” 不是“获能”。水解起因于一个被活化的水分子对ATP 伽玛位的磷酸二酯键的亲核攻击(Nucleophilic attack) , 这个水解导致位于AAA结构域 N-terminal 和 C-terminal 的亚结构域(AAA subdomains)相互移位,产生“机械运动”或“机械力”
这种第一生命力经AAA蛋白中其他结构域“传递”“放大”就使相应的生物分子“位移”或“结构重塑”,这就“活了”。
AAA蛋白中的其他附加结构域负责执行该蛋白所应该发挥的生物功能。
ATP、能荷及ATP相关联的活力机器
ATP是一个很特殊的核苷酸分子
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