充斥细胞的纳米分子机器.pdf

Features 特别策划 充斥细胞的纳米分子机器 □ 王 慧 分子机器种类繁多 大量存在的。仅2006年的一项研究 ， 已经为科学文献所报道过的。研究还 一个小小的生物细胞 中 ，居然充 就在 酵母细胞 中一举 发现 了2 50种 新 在继续 ，新的分子机器也会 陆续被发 斥着种类繁多的纳米级分子机器 。它 的分子机器 ！分子机器的构造极其复 现 。第一部分列出的6种分子机器已经 们和人类制造的机器一样 ，由许多部 杂 ，迄今为止 ，科学家仅对其 中的少 被较为充分地研究过 ，第二部分 是 尚 ， 。 数 几种进行过较为充分 的研究 。基 因 、 件相互配合 行使着特定的功能 未开展全面 透彻研究的一些分子机 人 们 常 常 把 生 物 体 比 作 设 计 复 敲 除和免疫突变这两样研究手段 ，可 器。 杂 、运转精密的机器 ，殊不知 ，构成 用于确定分子机器各个部件 的功能 。 ， “ 生物体 的细胞 内也充满 了形形色色 的 研究发现 分子机器具有 不可简化 已被深入研究的分子机器 超微型机器 。只不过这些微型机器不 的复杂性 ” ，也就是说 ，和人类制造 1．细菌鞭毛 细菌的鞭毛如同安 是 由冷冰冰的金属和塑料所造 ，而是 的机器一样 ，分子机器 中任何一个蛋 装着螺旋桨的回转马达 ，看起来就像 由各种形状的蛋 白质部件构成 的。这 白质部件都不可缺少 ，否则 它就不能 一台装在游艇上的舷外发动机 。这台 “ ” ， 工作。 “ ” ， 些微小机器被称作 分子机器 它 发动机 的动力来源于离子流动 们 的 大 小 通 常 只 有 几纳 米 到 几 十 纳 下 面 列 出 的4 0 种 分 子 机 器 ，是 转速可高达每分钟 10万转 。作为 自然 米 ，是 人 体 细 胞 大 小 的 千 分 之 一 左 右。 别看分子机器如此渺小 ，细胞的 各种功能 ，都要依赖 它们各司其职来 实现呢。 在过去半个多世纪里 ，越来越多 的分子机器被发现和解读 。在细胞 内 部 ，有的分子机器在其他分子组成 的 “ ” ； 高速公路上 穿梭奔驰 有的分子 机器如 同锚链 、绳索 、滑轮一般 ，从 内部牵引 、控制着细胞形状 ；有的分 子机器就像生命开关 ，对细胞的存亡 起着调控作用 ，或促进细胞凋亡 ，或 引导细胞生长 。光合作用机器捕获太 阳能 ，并将其转化为能够储存在细胞 内的化学能 ；生物 电分子机器则通过 电流在神经细胞 间的流通发挥作用 。 还有一些分子机器对细胞 内组成元件 的形成起到调控作用 ，同时它们 自身 也是在另外一些分子机器的调控作用 下诞生的。细胞运动 、细胞繁殖需要 分子机器的调控 ，细胞吞 咽来 自外界 “ ” 的 食物 同样要在调控机器的作用 下完成。 在生物体 内 ，分子机器是广泛而 细胞模型 26 自然与科技　2011年第3期　总第185期 6. 抗体及获得性免疫系统 抗体 发生形状改变 。被视黄醛捕获的光子 是免疫系统的直接行动者 ，它能够 区 通过7个螺旋结构输送到细胞膜外 。质 分机体 内源性物质和来 自外界的入侵 子从相反方