将煮熟的鸡蛋再次变成生鸡蛋,这听起来就是一个天方夜谭,的确,这件事对于现有的科学技术而言可谓是难于上青天,但并不是没有办法做到,而且人类在熟鸡蛋返生这条万里征途上其实早就成功迈出了第一步。
要判断一件事物在发生改变之后能否再变回原样,只需要进行一个判断,那就是这个变化的过程是不是可逆的,比如我们将一根铁棒掰弯,还能再次掰回原样,这个变化就是可逆的,而将一根玻璃棒掰碎则无法复原,那么这个过程就是不可逆的。
将鸡蛋煮熟,这个变化是不是可逆的呢?
这就要看鸡蛋由生变熟都发生了哪些改变。鸡蛋煮熟之后会发生凝固,而这种变化是源于鸡蛋内蛋白质性状的改变,而要想弄清这种变化则必须要从组成蛋白质的基本单元说起,也就是氨基酸。氨基酸是一种含有碱性氨基和酸性羧基的有机化合物,氨基酸的种类繁多,而生物体内的氨基酸大概有20种。氨基酸之间是可以通过脱水缩合的方式进行结合的,结合之后的产物就被称之为肽链。
一条肽链可以由不同数量的氨基酸组成,当一条肽链上的氨基酸数量超过了50个,我们就将这种氨基酸称之为蛋白质。
蛋白质的种类是非常多的,多达百亿种以上,其中有些结构相对简单,而有些则比较复杂,由51个氨基酸所组成的胰岛素就是一种最为简单的蛋白质。不同的蛋白质具有不同的功能,生命体能够正常运作是各种蛋白质相互协作的结果,那么是什么决定了蛋白质的种类呢?是结构,蛋白质共有四级结构。
蛋白质的一级结构被称为氨基酸序列,通俗一点来讲就是各种氨基酸以怎样的顺序进行排列连接。
谁来决定排序呢?就是DNA,DNA将自己的遗传信息传递给细胞内的核糖体,而后核糖体就会依照这些遗传密码来顺序连接氨基酸。生物体内的氨基酸不过20种,如果只是对氨基酸进行排序不可能诞生多达百亿种的蛋白质,所以蛋白质还有二级结构。我们可以将氨基酸的一级结构理解为一条直线,二级结构则是对这条直线进行弯折,于是就诞生了两种不同的结构:α螺旋和β折叠,这种形变是在氢键的作用下形成的。
一种蛋白质并不一定只有一种弯折方式,在一条氨基酸链上,有的部分可能呈现α螺旋,而另一些部分可能又是β折叠,这种由不同弯折方式所组成的结构就是蛋白质的三级结构。
一种蛋白质不一定是由一条氨基酸链形成的,它可以是多条不同序列、不同弯折方式的氨基酸链结合而成的,这就是蛋白质的四级结构。了解了蛋白质的结构,就可以回过头来说鸡蛋,鸡蛋被煮熟之后,蛋白质发生了性状改变,这种改变是蛋白质的哪一级结构遭到了破坏呢?是蛋白质的高级结构,也就是二、三、四级结构。
蛋白质的一级结构,也就是氨基酸序列其实并没有因加热而遭到破坏,也就是说如果我们能够重塑蛋白质的高级结构,就可以再次将熟鸡蛋变回生鸡蛋。
这能够做到吗?能。早在20世纪70年代,诺贝尔化学奖得主安芬森就进行了蛋白质复性实验,他将尿素注入活性酶之中,使蛋白质发生变性,之后再通过透析的方法将这些变性的蛋白质再次还原为了最初的活性酶。安芬森的实验证明了只要蛋白质的氨基酸序列没有被破坏,就有可能将变性的蛋白质再次还原,所以熟鸡蛋变为生鸡蛋是存在理论可能性的。不过若是有人现在就声称自己可以办到这件事,那就不太可信了,因为鸡蛋中的蛋白质种类众多,要将如此之多的不同种类蛋白质进行还原是一件十分困难的事情,就目前的技术水平而言可谓是难于上青天。
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