【病毒蛋白外壳:微观宇宙的纳米级建筑】 当我们将病毒蛋白外壳放大10亿倍,一个令人震撼的纳米级世界便会展现在眼前。这个被称为"衣壳"的结构,如同精密组装的分子级铠甲,由成千上万的蛋白质亚基以几何规律拼接而成。 在电子显微镜的超高分辨率下,衣壳呈现出两种典型形态:正二十面体的对称结构与螺旋状的纤维形态。例如HIV病毒的衣壳,其表面由60个五边形和六边形蛋白单元交错排列,形成完美的圆锥体,每个顶点都精确契合5-3-2对称法则。这种结构不仅能高效包裹病毒RNA,更像一把分子钥匙,通过表面的特殊位点与宿主细胞的受体精准对接。 更令人惊叹的是衣壳的动态特性。当病毒侵入宿主细胞时,衣壳会发生构象变化,如同变形金刚般释放内部遗传物质。例如新冠病毒的刺突蛋白在膜融合过程中,会从"开启"状态切换为"闭合"状态,这种动态调节能力正是病毒突破宿主防线的关键。 科学家通过冷冻电镜断层扫描技术,捕捉到衣壳内部的原子级细节:蛋白质亚基间通过氢键、盐键等分子作用力紧密相连,形成稳定的机械结构。某些病毒的衣壳内腔还布满带正电荷的氨基酸残基,与带负电的RNA基因组形成静电吸附,确保遗传物质在运输过程中保持有序。 这些纳米级建筑不仅是病毒的保护屏障,更是其生命活动的操控中心。衣壳表面的特定区域会与宿主因子相互作用,调控病毒的复制与组装。例如HIV衣壳与亲环素A的结合,能显著增强病毒的感染效率。 从烟草花叶病毒的螺旋形蛋白管,到疱疹病毒的多层复合结构,病毒衣壳展现出令人叹为观止的多样性与适应性。这些微观建筑不仅是生物进化的杰作,更为抗病毒药物研发提供了精准靶点。当我们凝视这些放大10亿倍的分子结构,看到的不仅是病毒的"隐形斗篷",更是生命与进化的奇妙密码。
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周洋1年前
第一章 微生物:细菌 细菌引起了人类历史上最具破坏性的流行病 包括鼠疫肺结核麻风病和霍乱 由于细菌比病毒大很多 在结构和生化方面比病毒复杂的多 因此细菌是人们生病的方式也更多 细菌 不仅仅是包裹了基因组的蛋白质外壳 它们还是富有生命的单细胞生物 通常可以独立于其他细胞自行复制 进行正常的新陈代谢 细菌细胞是人体细胞的1/10 结构更简单 人体细胞中存在着各种小的 由膜包裹的结构 称为细胞器 不同结构起着特定的作用 例如细胞核存储了DNA线粒体 帮助分解糖溶酶体 帮助消灭外来入侵者 细菌细胞没有这些内部细胞器 相反 它们的结构类似于充满液体的小气球 有一层外膜被称之为细胞质膜 其细胞内部只有一条染色体 水和少量营养物质 被包裹着 细菌细胞膜的 是一种叫做细胞壁的结构 细胞壁为细菌提供了额外的保护层 阻挡来自其他机制 有有机质有毒化学物质 或者人体免疫细胞的各种攻击 就对素质造成伤害的方式而言 细菌在很大程度上与病毒相似 例如 许多细菌可以通过直接杀死宿主细胞 或者诱导宿主 产生破坏性炎症反应的方式 对宿主造成伤害 然而细菌和病毒在致病机制上 也存在一些关键区别 首先病毒需要依靠宿主细胞的代谢 和营养物质 才能实现自我复制 相比之下 细菌通常能自给自足地获取营养 在大多数情况下 细菌会整体入侵宿主 但不一定会进入单个细胞的内部 值得注意的是 有一些细菌除外 例如某些细菌 如伤寒的病原体 只能在人体细胞内复制 而另一些细菌 如结核分枝杆菌 更是更更喜欢在人体细胞内复制 综上所述 病毒通常是由外由内而外杀死 人体细胞 通过耗尽营养物质 并在内部制造有毒环境 而大多数细菌则是从外到内进行破坏 细菌 通常是通过产生和释放各种化学毒素 来实现在不进入人体细胞的情况下 破坏和杀死细胞的 细菌细胞合成的毒素 会以各种方式伤害宿主 包括但不限于穿透细胞膜 抑制中药酶的活性 阻止蛋白质的生成 破坏将阻止结合在一起的蛋白质 扰乱离子瘤 阻断神经冲动的正确传递 引发大量炎症等 例如霍乱 霍乱弧菌肉毒杆菌 杆菌杆菌和葡萄球菌等导致的 严重的细菌感染 就是通过产生毒素 对宿主造成很大的损害 在大多数情况下 最终的结果是宿主细胞死亡 并释放出营养物质 被入侵的细菌细胞迅速吸吸收
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《健康管理》(29) 基础营养学 补蛋白的误区(一) 蛋白质对人体至关重要。怎么去补呢?是光吃肉,光吃鸡蛋就可以了吗?其实没那么简单,我们来看一下蛋白质吃进人体之后,会在人体工厂经历怎样的奇妙之旅。当你把这一套流程弄清楚之后,就不会走进补蛋白的误区了。 蛋白质进入人体后,先在胃酸的作用下变性空间结构也会被破坏,同时活化的胃蛋白酶将蛋白质切成小分子多肽和游离氨基酸,最终在小肠中被切成氨基酸,在吸收进入血液。也就是说,蛋白质最终都会成为氨基酸。 在人体中被分解吸收的氨基酸首要任务就是合成蛋白质。人体的蛋白质总是处于更新和修复的状态中,因此需要源源不断的将氨基酸运送到细胞中,然后重新组装成人体当下需要的蛋白质。与此同时,少量的氨基酸也会通过尿液或其他途径排出体外。 当膳食中的蛋白质摄入过多时,遵循“大量存储脂肪,少量存储碳水化合物,绝不存储蛋白质”的原则,多余的没有被利用的氨基酸,身体并不会像储存多余的碳水化合物和脂肪一样进行储存,而是将部分氨基酸转化为糖原以及脂肪,为下一步分解提供能量做准备;部分氨基酸则会变成尿素,通过尿液排出体外。 当消耗能量时,人体是不会选择把优质的蛋白质先拿去烧掉的,而是会首先把储存的碳水化合物和脂肪当做能量资源来使用。只有在紧急情况发生时,例如快要饿死的情况下,身体才会不得已去燃烧蛋白质来提供所能量。换句话说,只要不是营养不良或者碳水化合物摄入过少,就轮不到动用本来用来合成蛋白质的氨基酸去提供能量,用氨基酸供能就相当于把存折当成柴火来烧。
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