第107章 万磁王(1/2)
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梦:接着上次讲吧,氮是身体重要的生命物质,以氨基的形式发挥作用。由氨基(-NH2)与碳氧双键的羧酸结合,形成氨基酸的基本结构,最简单的氨基酸是氨基乙酸,也称甘氨酸。在甘氨酸的基础上加载一个甲级(-CH3)形成丙氨酸,丙氨酸上加载一个苯基形成苯丙氨酸,在苯丙氨酸的苯基上再加载一个羟基(-OH),就形成酪氨酸。以此类推加载不同的基团,形成20种氨基酸,氨基酸与氨基酸组合形成不同长度的肽链,肽链在氨基和碳氧双键的作用下形成螺旋折叠的结构,形成蛋白质。可以说蛋白质是最基础的生命物质,因为蛋白质的肽链之间是依靠氨基的弱磁力连接的在一起的,生命的标志是通过生命磁力连接组合的团体。生命体中的生命力主要由氨基和磷酸基提供,氨基是蛋白质螺旋折叠的原动力,磷酸基是DAN螺旋折叠的原动力,碳双键作为螺旋结构的补充。
强:氨基在生命活动中的具体作用是什么?
梦:在生命活动中氨基与磷酸基和碳基共同组合来发挥作用的。在信息维度,氨基与碳基形成嘌呤和嘧啶,再与磷酸基的核苷酸组合DNA。DNA在长度上由磷酸基的磷酸腺苷链决定,在横向上由嘌呤和嘧啶的含氮碱基决定,将两条核苷酸链并联在一起。在能量维度,氨基、磷酸基和碳基组合成生命能量ATP,为所有的生命活动提供能量。在物质维度,氨基与碳基构成蛋白质的骨架,不同的蛋白质具有不同的氨基酸序列和空间结构,由结构决定了蛋白质功能的多样性。蛋白质进一步分化功能,形成催化生化反应的酶、调节生理过程的激素、参与免疫防御的抗体、运输物质的载体等。可以说许多具有生物活性的分子中都含有氨基,氨基在僵尸的生命活动中提供弱磁力,弱磁力就是生命力。
强:氮元素在僵尸的生理活动中有非“氨基”的形式吗?
梦:有的。氮元素在氨基状态下具有生命的弱磁力;非氨基状态的氮统称为活性氮(RNS),RNS则没有生命的弱磁力。活性氮是由氮元素参与形成的具有较高化学反应活性物的统称,包含一氧化氮NO、二氧化氮NO2、过氧亚硝基阴离子ONOO?。
强:活性氮具有什么功能?
梦:活性氮能引发氧化应激反应,对细胞内的蛋白质、脂质和DNA造成损伤。尤其是过氧亚硝基阴离子具有强氧化性,可使蛋白质的氨基酸残基发生硝化、氧化修饰,导致蛋白质功能丧失;还可引起脂质过氧化,损伤细胞膜的结构和功能;对DNA也可造成损伤,引起基因突变等。
强:活性氮的作用怎么都是坏的,为什么氨基是生命力,到了活性氮就完全相反了?
梦:因为在氨基NH3的结构中,氮元素是负曲率的,而在活性氮的结构中,氮元素是正曲率的,尤其是氮氧双键,是氧化应激和危害元凶。
强:为什么氮能具有负曲率又能具有正曲率?
梦:因为氮的化学键存在差异,在氨基NH3中氢是获取的一方,氮是负曲率;而在活性氮中,氮是获取的一方,所以是正曲率。
强:有没有氮正好处于中间位置,是获取一方的正曲率,也是被获取一方的负曲率,刚好形成平衡?
梦:有的,一氧化氮NO就是这种状态,所以NO与其他的活性氮具有明显的差异。NO具有血管舒张、神经传递、免疫调节的功能。NO在正曲率、负曲率中来回横跳,既有氧化力,又有生命力,可以扩散到血管平滑肌细胞内,激活鸟苷酸环化酶,使环磷酸鸟苷水平升高,进而导致血管平滑肌舒张,血管扩张,增加局部组织的血液灌注,对维持正常血压和血液循环起着关键作用。
强:我还有个迷惑,许多元素都能与氢形成氢键,本质上这些氢键没有差别,为什么只有氨基和磷酸基排列成三角形的氢键能具有弱磁力,而其他的元素不行?
梦:保持怀疑的态度是好事,怀疑精神是探索研究的动力。我们知道化学键是由电子迁移形成的共价键,而电子是弱质子,弱质子被原子核的强质子吸引,同理弱质子也能吸引微质子,形成弱磁力,僵尸科学称静电引力。事实上所有元素的电子是一致的,所有元素都具有静电引力。而不同元素的静电引力又存在差别,就如铁元素能被磁铁吸引,而铝元素则不能。关键原因在于原子核外电子的空间排布规律,铁未被磁化时,磁畴的排列是无序的,对外不显示磁性;当把铁放入磁场中时,铁内部的磁畴与磁场方向趋于一致,产生磁场的吸引力。化学键也是如此,化学键的排列是立体的,原子的形状是沙漏形,例如碳原子的四个化学键不在一个平面内,而是分布在沙漏空间的两侧,四个碳氢键之间都存在弱磁力,但4个氢键之间弱磁力作用方向相反,互相抵消了。只有三角形的排布方式,并且三个氢键位于沙漏空间单侧,才能够形成合力,发挥弱磁力的作用。而氨基和磷酸基正是这个结构。
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强:氮磷砷锑铋同样是氮族元素,为什么氮磷是生命物质,而砷有毒?
梦:不止砷有毒,氮和磷同样有毒,在农业生产中的农药很多都是含磷的毒药,氮族的毒性由氮、磷、砷、锑、铋逐渐递增。氮族元素的共同特点是在核外能够形成负曲率,并且排布在沙漏空间的单侧,其实氮族元素有毒的原因也很简单,所谓“成也萧何败萧何”,由氮至铋的质量逐步增加,核外的负曲率也逐步增加,当负曲率超过生物承载的限度就形成毒性。所以,氮族元素都具有超生命力毒性,能够破坏生命结构。
强:我想到科幻作品中的“超人”,具有超级的生命力,是不是把体内的氮和磷替换成砷、锑、铋就能实现“超人”了?
梦:是的,这是生命的升华。僵尸至少需要几万年才能衍化到这一步。不要幻想了,“超人”有毒,接触需谨慎。
强:硼族元素核外同样具有三个电子,为什么硼族没有形成生命力?
梦:这个问题很好,硼族与氮族刚好相反,硼族元素在核外的电子是索取方,虽然也能形成合力效应,但形成的是正曲率的弱磁力。所以硼族的“硼、铝、镓、铟、铊”不但不能增加生命力,还能使生命钝化。
强:您总是说“没有的废物垃圾,只有放错位置的资源”,既然硼族能钝化生命力,是否可以使用硼族物质钝化肿瘤和癌症,使用砷来增加生命力垂危的患者?
梦:僵尸有句话很好“抛开剂量谈毒性都是耍流氓”,你的思路是可行的,但不能盲目使用,要在安全的剂量内使用,否则不但不能治病,还是“谋财害命”的行为。
强:我的好奇心来了,核外有三个电子的元素还有很多,比如铁族、钴族、镍族,他们是什么情况?
梦:对于这些元素具有一个共同的特性,就是原子核最外层的电子不是分布在沙漏空间的单侧,而是随机分布在沙漏空间的两侧,结果是这些元素具有多种构型和化合价,所以他们可能某个构型是负曲率的,可能某个构型又是正曲率的,某个化合价是对生命有益的,某个化合键又是有毒的。例如,在红细胞中血红蛋白中的铁元素是2价的,可以采集和运输氧气,而3价铁则失去携氧能力。一旦血红蛋的2价铁被氧化形成高铁血红蛋白,组织和器官得不到充足的氧气供应,从而引起缺氧症状,如皮肤和黏膜发绀(呈蓝紫色)、头痛、头晕、呼吸急促、乏力等。严重时,可导致昏迷甚至死亡。
强:高铁血红蛋白这么危险,导致2价铁氧化的原因是什么?
梦:自然状态3价铁比2价铁更稳定,2价铁在携氧过程中,血红蛋白经常暴露于某些氧化剂中而被氧化。常见的氧化剂是氧自由基ROS和活性氮RNS,能破坏血红素。为了维持2价铁的结构,需要高铁血红蛋白还原酶系统,能将3价铁还原为2价铁,使铁的改变可逆。当高铁血红蛋白还原酶合成障碍或被抑制、破坏时,如葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏,导致2价铁还原受阻,形成高铁血红蛋白血症。高铁血红蛋还能使血液黏稠度增加,影响血液循环,进一步加重组织缺氧,在嘴唇的毛细血管网凸显,形成紫黑色嘴唇。
强:为什么2价铁具有协氧能力,而3价铁没有协氧能力,感觉3价铁才更符合您讲的三角形合力模式?
梦:3价铁确实能形成合力,但三价铁的合力是电磁力的,作用力远远大于生命结构的弱电磁力,关键是磁铁的磁场只能吸引铁,不能吸引其他物质,自然也不能吸引氧。而弱磁力具有广泛性,可以吸引所有物质。为了让铁只吸引氧,而不吸引其他物质,所以要给铁设计特殊的结构,使铁的弱磁力结构与氧的弱磁力互补。氧是2价的,所以需要2价的铁,为了固定2价铁的结构并产生弱磁力,设计了一套复杂的结构,血红蛋白由四个亚基组成,每个亚基都含有一个血红素基团。血红素是一种含铁的卟啉化合物,卟啉环是由四个吡咯环通过亚甲基桥连接而成的平面结构,具有共轭双键系统,能够吸收和释放光能。亚铁离子被固定在卟啉环的中心,通过与卟啉环上的四个氨基配位结合,形成稳定的结构。4个氨基和1个亚铁组成了一个大号的弱磁装饰,对氧元素具有极强的吸引力,在肺泡中当氧元素靠近血红素,瞬间被卟啉环吸引和拾取,完成氧气的采集。
强:氧气原来是这么被采集的,我过去总是想不通氧气为什么亲和血红素。但是,血红素对CO的结合力是氧气的上百倍,形成一氧化碳中毒,原因是什么?
梦:从要从原子的结构说起,原子内的电子轨道是成对呼应的,被电子占据的为实轨道,空白的为需轨道,分布在沙漏空间的两侧。原子最外层的电子数为8,共4条轨道,沙漏空间每侧有2条弧线轨道,四个电子位点。碳的最外层有两条实线和两条虚线轨道,氧原子最外层是3条实线1条虚线轨道。氧与碳结合时,碳是给予方,氧是获取方,氧分布在碳沙漏的两端,氧的1条虚线与碳的一条实线结合,形成CO2。当氧气不足且高温时,氧气则来到沙漏的中央,氧的1条虚线分别与碳的2条实线各结合一个位点,导致碳实线的另外两个位点扭曲变形并重合,形成π键。这个π键是沙漏两侧实线形成的平行的碳双键。所以一氧化碳的作用是自身碳双键的作用,碳双键具有合力作用,能够产生弱磁力。卟啉环相当于磁铁的N极,一氧化氮相当于磁铁的S极,二者相遇的引力是相互增强的,结合力大于大于血红素与氧气的结合。
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强:一氧化碳既然具有正曲率的弱磁力,那么一氧化碳的静电引力应是高的。
梦:你能注意到这点,非常好。由于一氧化碳常规状态为气体,其熔点为-205.1℃,沸点为-191.5℃,所以一氧化碳的这个性质很容易被忽略。
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