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你真了解自由基嗎

發布時間:2017-05-20 瀏覽次數:次 字號:  【關閉】
生命活動的典型特點是新陳代謝,新陳代謝是生物體內全部有序化學變化的總稱,其中的化學變化一般都是在酶的催化作用下進行的。新陳代謝在性質上分成物質代謝和能量代謝。
從簡單功能上講,新陳代謝具有1)獲得營養物質;2)將營養物質轉變為自身需要結構元件,即大分子的組成前體;3)將結構元件裝配成自身大分子,如蛋白質、核酸、脂質等;4)分解有機營養物質;5)提供生命活動所需的一切能量。
從能量角度分析,燃燒是我們熟悉的利用能量的一種方法,如果將有機物燃燒,可以在氧氣存在的情況下分解有機物,同時釋放出大量能量。生物體沒有形成燃燒的溫度條件,只能采用溫和的物質代謝的方式降解有機物,但其本質和燃燒是一樣的,只是將燃燒過程分解成多步驟的生物化學反應,生物化學反應利用蛋白酶的協助,將有機物的化學能逐級緩慢釋放,并將有機物分解成為小分子物質,給生物體提供能量和結構單元。
能量代謝的總體是有機物被氧氣氧化分解,因此構成能量代謝的主要環節,大多數都是氧化還原反應。氧化還原反應本質上是電子的傳遞,在生物體系內,由于溫度比較低,電子傳遞需要媒介的參與下進行,電子媒介往往是催化劑。
生命能量的源頭是陽光,生命吸收和存儲能量的主要方式是光合作用,光合作用就是將光能轉化為化學能的過程,最基本的化學反應就是將二氧化碳和水變成葡萄糖和氧氣。
氧氣是一種含有兩個氧原子的分子,組成氧氣的每個氧原子都有2個不成對電子,每個氧氣分子擁有4個不成對電子,這種形式的結構讓氧氣具有獨特的化學性質,類似于深溝底部勢能最低的狀態,因為這種結構使氧氣具有接受4個其他不成對電子的潛能,例如4個氫原子就可以和一個氧氣分子形成4個共價健結構,合成兩個水分子。
光合作用最簡化反應可以理解為水分子被分解為氧原子和氫原子,兩個水分子分解的兩個氧原子形成氧氣分子,4個氫原子被固定到葡萄糖分子內,整個反應過程是利用光線提供的能量,轉化為氫原子儲存在葡萄糖分子內。氧化磷酸化過程是這個過程的逆過程,是氫原子和氧氣分子結合成水并釋放化學能的過程。
物質代謝依靠的酶催化過程,本質上是依靠能量、金屬離子和自由基的效應實現,金屬離子和自由基類似,都是提高活性電子,可以說生物化學反應的最重要基礎是活性電子,沒有活性電子的支持,生物化學反應是不可能完成的,因此可以說活性電子是生命的催化劑,或者說自由基是生命的催化劑。
利用能量作為催化的情況如,葡萄糖進入分解代謝的第一步,就是在己糖激酶的催化下,利用ATP提供的能量,將葡萄糖變成容易分解的活性狀態6磷酸葡萄糖。
具有催化作用的金屬離子,如鐵銅鎂等多數具有不成對電子,這些不成對電子能作為電子傳遞的暫時緩沖池,協助有機物電子從高勢能向低勢能轉移,逐漸釋放能量。在體溫條件下,大多數生物化學反應都需要在酶催化條件下進行,許多蛋白酶的催化活性中心是金屬離子,也就是說是金屬離子提供了生物化學反應電子傳遞的橋梁或媒介。
自由基的特征是擁有不成對電子的基團,可以發揮金屬離子的電子傳遞作用,也可以作為反應物參與生物氧化還原反應,如氧化磷酸化過程中,幾乎所有的反應都屬于金屬離子參與的自由基反應。
自由基的危害

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