F类从饮用水到DNA,从咖啡因到二氧化碳,从立普妥到伟哥,从阿托伐他汀到柠檬酸西地那非,这些分子定义了我们的性格,调节了我们的能力,并支配了我们的感受。他们中的许多人是肉眼看不见的生物名人:他们以气味或臭味著称,让我们感到沮丧或兴奋,污染我们的星球或拯救我们的生命。即使是最具破坏性的分子对我们的文明也是如此重要,没有它们,现代工业就不可能存在。在这里,我们描述了七个最杰出的微粒子形象,没有它们,我们的生活将完全不同。事实上,科学家们说,如果没有它们中的一些,就根本没有人类的生命。
贝塔-紫罗兰酮-性感香水巨星
贝塔紫罗兰酮是一种甜味分子,能使许多花朵散发出诱人的芳香,以其性感的气味而闻名。你闻到野生紫罗兰的香味,享受情人节的花束,或闻到香奈儿香水的味道。
Ayala Moriel Parfums专门研究自然香味,该公司的Ayala莫里尔说:“花是植物的性器官。”。β-紫罗兰酮对花的繁殖策略很重要,有助于吸引蜜蜂和其他昆虫传粉者。
但它也恰巧讨人喜欢,这也解释了它在人工香料世界中的庆祝地位。香奈儿19号、芙蓉1号、阿普雷斯·隆德(Après l'Ondée)、勒赫·布鲁(l'Heure Bleue)和其他许多人都使用β-紫罗兰酮。
β-紫罗兰酮极易挥发,这意味着它很容易蒸发,否则它永远不会从花朵上飘落下来。它还具有极低的气味检测阈值。虽然它的分子式总是一样的,C13H(H)20O、 莫里尔说,嗅觉的体验因人而异。“贝塔紫罗兰酮闻起来是粉末状的,但有一种绿色的气味,尽管有些人可能会觉得它更果味,比如树莓。”
乙醇——著名的麻醉剂
从朋克摇滚表演到歌剧,从婚礼到世界领导人会议,乙醇,更常见的是酒精2H(H)6O、 倒入每个庆祝香槟长笛、冰镇马提尼酒杯和起泡啤酒杯。
乙醇分子迅速被血流吸收,进入肝脏、肾脏和大脑,在那里它们会干扰参与记忆、言语和决策的神经递质受体蛋白质。这些受体包含通常充满水的空腔,但乙醇会进入空腔,取代水。
德克萨斯大学奥斯汀分校Waggoner酒精与成瘾研究中心主任R.Adron Harris说:“在大多数蛋白质中,这种置换不会产生任何差异,因为乙醇与水的距离足够近,蛋白质对此并不在意。”。“但在大脑中的某些蛋白质中,乙醇会改变其功能。”
乙醇刺激γ-氨基丁酸(GABA)受体,GABA具有脑缓冲作用,并抑制谷氨酸受体,谷氨酸受体具有脑刺激作用。乙醇还可以刺激大脑产生快乐诱导化学物质,包括多巴胺和内啡肽。结果就是我们所知的醉意,模糊而美好的欢呼。
因为一克酒精会使小便增加10毫升,所以饮酒者会脱水。当身体代谢乙醇时,水重新插入蛋白质空腔,然后大脑发现自己处于超速状态。结果是头痛、睡眠中断、疲劳和宿醉后恶心。这就是为什么许多参加派对的人发现第二天早上喝一杯可以缓解症状,也就是为什么慢性酗酒者如此迫切地需要再灌注。
催产素为爱和其他善行而设
与催产素的醉人力量相比,酒精算不了什么,催产素在流行文学中被称为爱情荷尔蒙。“没有催产素就不会有人类,”行为内分泌学家苏·卡特(Sue Carter)说,她已经研究了这种分子33年。
研究表明,催产素与性高潮快感、对我们所爱的人的保护感、压力缓解、饱腹感、慷慨,甚至某些记忆回忆有关。催产素会在分娩期间引起子宫收缩。虽然许多哺乳动物在分娩时没有使用它,但人类婴儿的头部较大,需要它的帮助才能穿过母亲的子宫颈。它也会引发哺乳期妈妈的哺乳。卡特说:“这是一种古老的分子。”。“它起源于很久以前,被我们节俭的生物学反复用于多种目的。”
行为内分泌学家苏·卡特说:“没有催产素就不会有人类。”。
催产素由九种氨基酸组成,其中含有标准的有机化学结构块——碳、氢、氮和氧——但它也有两个邪恶的硫原子(C43H(H)66N个12O(运行)12S公司2).
Martin-Protean公司的创始人Lance Martin说:“二硫键是生物系统中最不稳定的键,这意味着它们很容易断裂。”Martin-Pprotean是一家研究催产素分子特性的公司。马丁说,催产素以休眠形式在我们的系统中流动,它的二硫化物与一些非反应性蛋白质结合,直到生物分子环境发生变化,一些新的蛋白质、激素或其他元素进入我们的系统。二硫键很容易断裂,催产素可以缓解工作压力、诱发幸福感、激发信任感等。
Draculin——潜在的救生员
血食性的蝙蝠使用由400多个氨基酸组成的强力抗凝剂Draculin来保持猎物在进食过程中的血液流动。这就是为什么最近的临床研究表明这种分子可以帮助治疗中风患者;它能溶解血块。
在美国每年发生的近80万次中风中,约有13.7万次是致命的。大约87%的中风是缺血性的,这意味着血栓会切断大脑的氧气供应。目前的护理标准是一种名为组织纤溶酶原激活剂(tPA)的蛋白质,它可以溶解这种血栓,但可能会导致脑损伤。在大多数情况下,tPA必须在中风后三小时内服用,而且风险大于潜在益处。Draculin可以将窗口延长至9个小时。与tPA不同,血竭素对大脑没有负面影响。相反,它专注于一种叫做因子X的酶,抑制其在血液检测中的作用。
聚乙烯——著名污染物
聚乙烯需要数年才能分解,即使放在阳光下也不会在我们的一生中发生生物降解。它是一种聚合物,由一串亚甲基单元组成,两个末端氢原子平衡化学。但每个亚甲基单元只不过是一个碳原子和两个氢;因此,在分子水平上,塑料袋就像它悬挂在树枝上一样是有机的。
在未来几十年,聚乙烯袋很可能会生长在树上,而不是挂在树枝上。
研究聚合物20年的里贾娜·瓦卢齐(Regina Valluzzi)说:“聚乙烯在几个层面上都存在降解问题,因为它太简单了。”。“要进行化学反应,你需要在分子上有一个活性点,即酸或碱、吸电子基团、双键、酶作用的化学相互作用的“形状”区域。聚乙烯不能提供良好的反应位点。”
聚乙烯的稳定性是它如此受欢迎的唯一原因。在其密度最大的形式中,它比凯夫拉更强大。它的高氢含量使其成为抵抗某些形式辐射的强大屏障。
虽然聚乙烯通常来自石油或天然气,但也可以使用有机材料生产。当购物者权衡纸张与塑料的优点时,科学家们正在考虑石油与生物质的区别,因此在未来几十年里,聚乙烯袋很可能会生长在树上,而不是挂在树枝上。
甲硫醇——著名的臭味剂
放屁。腐烂的卷心菜。口臭。腐烂的肉。当你闻到或排出甲硫醇时,你就会知道它。四个氢和一个碳被一个硫原子结合,形成一个分子的臭弹CH4S、 当我们对芦笋进行新陈代谢时,也会释放出这种物质,从而产生传说中的“芦笋尿”现象。臭鼬喷雾剂和数小时的人类汗液中也含有这种物质。甲硫醇分子看起来与乙醇分子相似,只是多了一个亚甲基
氧气被硫磺取代,这就是为什么它不但不会让你喝醉,反而闻起来很难闻。太可怕了,人类的鼻子可以检测到十亿个其他分子中的一个甲硫醇分子。它们发出一个非常清晰的嗅觉信息:保持距离。
这就是臭味剂的名气,它的恶臭让我们远离变质的食物和腐烂的粪便。它还可以拯救生命。它被添加到天然气中,天然气无色、无味、呼吸困难且极易燃烧。甲硫醇的注入给这种难以检测的化学物质带来了一种气味,甚至是一种无法忽视的恶臭,一种修复泄漏或安全运行的号角。
硫酸——著名的恶棍和美丽的英雄
当一名暴徒向哥谭市地方检察官哈维·丹特投掷硫酸时,硫酸摧毁了他的半张脸,侵蚀了他的是非意识,使他变成了双面人,是蝙蝠侠流氓画廊中的一个著名敌人。
硫酸、硫酸、氢的昵称油2SO公司4-一种无色、无味、油性的液体-金属和石头,可排出潜在的爆炸性氢气。除了酸度,它还对水有着疯狂的胃口,从木材、纸张、,
棉花和人的肉很快就被脱水变成焦炭。皮肤接触后会肿胀并灼伤皮肤,经常留下永不消失的疤痕。
“我喜欢硫酸,”诺贝尔奖得主、化学教授罗尔德·霍夫曼说。
然而,我们每天都需要这艘臭名昭著的驱逐舰。硫酸用于制造肥料和炸药。它是汽车电池中的酸。它可以去除金属表面的杂质。这对生产人造丝和其他半合成纤维至关重要。清洁剂、废水处理、炼油和工业化学品制造都依赖于同样有害的硫酸。美国每年生产4000多万吨硫酸,比任何其他制造化学品都多。
“它是其他分子的终极变形金刚,即使你在超市买不到,”化学教授、诺贝尔奖获得者罗尔德·霍夫曼说。在化学家的眼中,这种分子非常有用,他称之为美丽。“我喜欢硫酸,”他说。
一书的作者帕切·巴斯是一名多伦多记者,专攻科学和人文学科的新理念。他是色情引擎:从古腾堡到谷歌,色情如何推动大众传播,并为许多出版物撰写过文章,包括星期六晚上,的国家邮政和蒙特利尔公报.
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