
這是一個在日常認知中被嚴重低估的生命核心構件,它卻在幕后悄然主宰著我們的健康走向。
它不僅構筑了我們感知世界的能力——讓我們得以看到、觸摸、聞到,甚至銘記;更幾乎決定了我們身體的全部精致運轉:從強健的肌肉、光澤的皮膚、茂密的頭發,到抵御疾病的免疫力、高效的代謝速度,乃至飽滿的精神狀態,一切都與它密不可分。它,更是整個生命世界得以存在的隱形基石。
我們習慣討論碳水、脂肪、維生素,卻很少意識到:生命能否誕生、維持、延續,其最底層的邏輯就是——蛋白質。
在最新著作《命在蛋白質》中,科學家沙希爾·里茲克和瑪吉·芬克邀請我們重新認識這個生命最根本的構件。蛋白質的意義,已超越了簡單的營養學概念,它正在以磅礴之力,重塑醫學、農業、環境科學等多個未來戰略領域。
身體的“總設計師”,主宰生命運轉
蛋白質擔著四大核心職責:建造、指揮、修復、防御。
它是身體的結構工程師,讓肌肉發力、皮膚更新、器官成形 。
它是生命的高級操作系統,通過無數酶與受體調控代謝、傳遞信號,讓細胞知道何時生長、休眠或自我修復 。
它是體內的優秀修理工,負責清除廢物、修補受損組織 。
它更是我們免疫系統的秘密武器庫,從抗體到關鍵免疫細胞的關鍵部件都由它精心打造 。
換句話說,你的精力、免疫力、代謝水平,甚至衰老速度,都取決于蛋白質能否正常工作。
當蛋白質不足、失衡或折疊出錯時,問題便悄然出現:肌肉流失、皮膚暗沉、免疫力下降、慢性炎癥加劇,甚至為癌癥和神經退行性疾病打開缺口。
阿爾茨海默病不是“腦子壞掉”,而是β淀粉樣蛋白和Tau蛋白折疊出錯,形成黏稠團塊,像卡進齒輪的口香糖,阻塞腦內通信;這種錯誤折疊還會引發連鎖反應,誘導更多蛋白加入混亂,形成惡性循環。
包括阿爾茨海默病在內多種神經系統變性疾病中,Tau蛋白的錯誤折疊是病程推進的一大關鍵事件。正常狀態下,Tau蛋白包含幾段短螺旋,以及大片缺乏二級結構的長區段。圖中所示的錯誤折疊Tau蛋白擁有異常多的β折疊,會導致纏結形成。
癌癥同樣源于蛋白質失控:當加速蛋白失衡、制動蛋白失效,細胞就會無節制地分裂。
即便是免疫力,也完全依賴抗體蛋白像鑰匙般精準識別病毒刺突蛋白,在分子層面發動一次次“絞殺戰”。
《命在蛋白質》指出,人類宏大的健康困境,其根源都藏在肉眼看不見的折疊、聚集和信號傳遞中。
維護健康,其實就是保護這套蛋白質網絡正常運作:保持體溫恒定,避免極端冷熱損傷蛋白質;順應自然光照,讓生物鐘蛋白與節律蛋白同步運作;回歸天然飲食,讓蛋白質接收到真實信號,而不是被深加工食品或代糖誤導。掌握蛋白質的規律,就是掌握健康的底層邏輯。
從身體分子到國民健康的關鍵
蛋白質的意義,并不僅限于個體健康的維護。
歷史已經無數次證明,關鍵生物技術的突破能改變國民的健康命運。
二戰期間,青霉素的工業化生產(本質上是微生物發酵產酶的過程)挽救了無數盟軍士兵的生命,成為了決定戰爭走向的戰略物資 。在今天,蛋白質藥物(如抗體藥、疫苗)在應對大流行病、保障國民健康中發揮著定海神針般的作用 。
當下的醫學領域,蛋白質工程正在掀起一場從“對癥治療”到“精準治愈”的革命。
精準打擊:傳統化療常常“殺敵一千,自損八百”,而蛋白質藥物如抗體藥則像巡航導彈般精準。赫賽汀能鎖定乳腺癌細胞表面的HER2受體,切斷癌細胞的生長信號。科學家甚至從劇毒以色列金蝎中提取“氯毒素”,改造成特異性識別腦膠質瘤的載體,將藥物精準投放到腫瘤部位,大幅提升療效并降低副作用。
基因修補:曾被視為絕癥的遺傳病,如地中海貧血、鐮狀細胞貧血,現在可以借助CRISPR技術改變。核心蛋白Cas9像精密剪刀,能精準切除錯誤基因片段,為根治這些疾病提供可能。
復活與再生:科學家正嘗試通過設計特殊抗體或酶,復活因突變失活的蛋白質,或清除導致衰老的有害蛋白堆積。這不僅是治療疾病,更為延緩衰老、修復受損器官打開了新路徑。
從“造生命”到“造萬物”
如果說蛋白質在微觀層面是“造生命”的總工程師 ,那么在宏觀戰略層面,它正成為“造萬物”的綠色引擎,重塑未來全球的工業體系。蛋白質工程的突破,正以驚人的速度為人類面對的終極環境挑戰提供全新的、根本性的解題思路。
1.能源與環保:碳中和的終極解法
蛋白質工程提供了生物學的創新手段,應對氣候變化和環境污染。
塑料降解:科學家在堆肥中發現能“吃”塑料的細菌,并改造其酶,使其高效降解PET塑料,將其還原為可重復使用的單體,實現塑料循環利用,為白色污染提供根本性解決方案。
碳捕獲:自然界中的碳酸酐酶可高速催化二氧化碳水合反應。通過定向進化,科學家培育出耐高溫、耐強堿的工業級酶,可在工廠煙囪中高效捕獲二氧化碳并轉化為工業原料,實現變廢為寶,是實現碳中和的重要底層硬科技。
2.新材料與制造:擺脫石油依賴
通過合成生物學,微生物可以像工廠一樣生產高性能材料。例如,酵母菌被改造生產蜘蛛絲蛋白,這種材料比鋼更強,比凱夫拉更韌,可用于防彈衣、航空復合材料,甚至可降解手術縫合線。基于生物質的制造方式,將大幅減少對石油資源的依賴,推動綠色、可持續的工業體系。
如果說石油定義了工業時代,為機械文明提供了動力;芯片定義了信息時代,構建了數字世界的基石;那么,蛋白質工程,將定義未來的生物紅利時代。
蛋白質的能力缺失,意味著一個國家可能在生物安全和產業鏈上被“卡脖子” 。因此,對蛋白質的探索和駕馭,已然成為重塑未來全球競爭格局的關鍵鑰匙 。它不僅在支撐我們的健康,影響著衰老、免疫、甚至癌癥的發生 ,也在醫學、能源、材料等領域帶來前所未有的可能 。
這把“生命之鑰”,正引領我們走向一個以分子級精度重塑生命和世界的全新紀元。
書中拆解蛋白質的自然奧秘——將蛋白質比作細胞內的“微觀工蜂”和“分子機器”,闡述了它們如何通過折疊成特定的三維結構,賦予螢火蟲點亮黑夜的魔力、候鳥跨越半球的導航能力,以及人類感知愛意和留存記憶的情感力量;更揭秘了蛋白質工程的前沿突破——那些人工設計的蛋白質,正成為守護人類的“超級武器”,能精準攻擊癌細胞、阻斷病毒入侵;也在能源、材料等領域帶來前所未有的可能。
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