如何以自然哲學的角度闡述酶比無機催化劑高效?

時間 2021-10-22 02:34:41

1樓:dream0711

在乙個特定的體系中,物質分子的布朗運動,以及與環境中其它種類分子之間的相互作用,使得含有「共享能量傳遞介體」的不同能量傳遞單元之間的比例時刻發生著變化,而且這種變化具有隨機性,這便使得特定環境中含有「共享能量傳遞介體」的能量傳遞單元具有不穩定性。這一不穩定性進而導致所屬體系結構和功能的不穩定。細胞生物學的發展已經表明,生物細胞的結構和功能是相對穩定的,這就說明,乙個結構和功能不穩定的非生物體系是不可能演化成生物的。

反過來講,生物的出現說明,「共享能量傳遞介體」的「共享」特性在生物源起的過程中被逐漸弱化,甚至被功能專一的能量傳遞介體所取代,結果便是,共享能量傳遞介體逐漸演變為只對應特定能量供體和能量受體的能量傳遞介體。

儘管功能專一的能量傳遞介體使得其所屬能量傳遞單元的結構組成穩定性得到保障,然而,其與能量供體和能量受體組成完整能量傳遞單元的機率卻降低。例如,狼既可以吃羚羊,又可以吃兔子。假設現在在狼群中出現了一匹變異了的狼,該狼只吃兔子且捕獲兔子的能力與正常的狼相同。

可想而知,變異狼的功能專一性更強,但遇到食物的機率要比正常的狼更低,被餓死的機率也就隨之增加,進而表現為能量傳遞能力降低。該變異狼要想與正常狼具有相似的能量傳遞能力,唯一的途徑便是提公升其捕獲兔子的能力。當捕獲兔子的能力得到提公升後,該變異狼被餓死的機率便會降低,進而表現為能量傳遞能力增強。

然而,捕獲兔子能力的提公升,意味著兔子可能會被更快的吃光,進而以兔子作為唯一食物的變異狼被餓死的機率也隨之增加。也就是說,隨著時間的推移,變異狼有可能又會表現為能量傳遞能力降低。為與「專一性」相對應,我們用能量傳遞效率來表徵能量傳遞能力。

那麼,當能量傳遞能力提公升後,能量傳遞介體的能量傳遞效率增加,即表現為「高效性」。能量傳遞介體能量傳遞能力的高效性,增強了所屬能量傳遞單元的能量平衡能力,但隨著時間的推移,能量傳遞單元的結構組成不穩定性也有可能隨之增加。

綜上所述,能量傳遞介體的專一性使得其所屬能量傳遞單元的結構組成相對更加穩定,但能量平衡能力減弱;能量傳遞介體的高效性使得其所屬能量傳遞單元的能量平衡能力增強,但結構組成更加脆弱。能量傳遞介體的高效性和專一性相互影響、相互制約,二者的統一使得該能量傳遞介體所屬能量傳遞單元的能量平衡能力得以更好的適應環境的需求,也就有存在下去的可能。這也解釋了為什麼細胞中的各種催化酶類能量傳遞介體具有高效、專一的特性。

總之,最終在生物的源起過程中保留下來的能量傳遞介體是高效性和專一性實現統一的、相對更加適合環境要求的能量傳遞介體。

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