蛋白质——造物主开启生命之锁的第一把钥匙

地球，伴随着水和空气从诞生到现在，已经渡过了45.4亿年，这是现代地质学和地球物理学界对陨石采用放射性测算得出的结论。而地球上的生命的诞生据说也有35亿年。也就是说，在大约10亿年里地球上没有任何生命。

广义的生命一词泛指变化和运动，宇宙间的一切都在变化和运动，从这个意义上说，一切都是有生命的，宇宙本身也是有生命的。随着科学技术的发展，广义生命的涵义，将来还可能包括人工智能相关的一些人类制造的产品，比如高仿生机器人之类等等。

而我们在这里所讲的生命是一种狭义的概念。

《百度百科》对这种狭义生命的涵义是这样解释的——

  “生命的内涵是指在宇宙发展变化过程中自然出现的存在一定的自我生长、繁衍、感觉、意识、意志、进化、互动等丰富可能的一类现象，其外也可以包括生化反应产生的能够自我复制的氨基酸结构，以及真菌、细菌、植物、动物（人类）。”

以上这些生物都属于同一种“碳基生命”类型。它们的生命体和生命活动无论以一种什么样的外在形式表达出来，其物质品质都可以归属为“有机生物体”。地球上所有我们已知的生命体，包括我们人类自身，都是这种有机生物体。所以我们在这里所提到的生命概念的中心涵义，可以用一句“有机生物体的存在”来概括。

 充足的水和空气并没有马上给地球带来生命，而是经过了非常漫长的等待，这是为什么呢？

关于生命的起源，目前存在着多种臆测和假说，争议很大。我们姑且不论环境等其他一切因素，只讨论生命体的自身存在条件，我只想说其中一点。那就是，就像盖房子需要砖瓦梁柱等各种建筑材料一样，生命体的构建，也需要有适合生命体和生命活动运行条件要求的“建筑材料”。而根据碳基生命的构造原理，只有以分子形式存在的某些特定的有机化合物，且在一定条件下能够形成超大分子结构的物质，才有可能具有符合这种条件要求的功能。

为了追寻从硅酸盐统治的无机物世界，到有机生物体存在并实现了多样化的转变；为了探究生命物质诞生的过程与生命活动的初始缘由，我们只有从现有生命体中去寻找这些特殊的有机化合物历史上的蛛丝马迹。

一些不同于无机物的生物活性物质就这样在人类好奇心面前被撩起了面纱，它们种类繁多，有生物碱、氨基酸及多肽类、酯、甾醇类、萜类、糖类、甙类，以及它们的结构各异的众多衍生物等等。这些在无机物世界里从来不曾有过的物质，现在比比皆是，它们统统属于“生物分子”这个大家族。

生物分子最先是以小分子的形式出现的，比较有代表性的有：氨基酸、核苷酸、甘油三酯、单糖或双糖等。

随之，一些巨大分子量有机化合物陆续诞生了。氨基酸合成了蛋白质；核苷酸合成了核酸类大分子，包括RNA（核糖核酸）和DNA（脱氧核糖核酸）；脂肪这样的脂类大分子，由甘油三酯和其他小分子合成；大分子多糖类，则以淀粉、纤维素的状态出现。

这些有机大分子的分子量一般都在一万以上，有的甚至超过数百万。《现代生物学》由此而派生出了《分子生物学》、《系统生物学》、《合成生物学》等多个独立的生物学相关理论体系。

这种与生命体和生命活动息息相关的有机大分子，在这些新的生物学体系中均被称为“生物大分子”。

我们从现有已知生命体中发现的生物大分子主要就是这四大类：蛋白质类、核酸类、脂肪和多糖。

请感兴趣的朋友一定要牢牢记住这四种东西，它们在我们的身体里起着至关重要的作用。有朋友会问，你说的这些东西同时也都是些营养素吧？

既然都是身体里的重要成分，把它们看做营养物质当然没有错。但分析的角度不同，概念的外延也会有所区别。

营养学理论把一些食物中可给人体提供能量、构成机体和组织修复以及具有生理调节功能的物质列为营养素。

日常所必须的主要营养物质包括，蛋白质、脂类、糖类、维生素、水、无机盐（矿物质）、膳食纤维（纤维素）七类。被称为“七大营养素”。

糖类和膳食纤维都属于碳水化合物，所以，有的资料中把二者归为一类，列为六大营养素。

作为面向大众的科普知识，这种概括无可厚非。而我要具体谈到不同物质在营养学中的实际功能，就不能以化学属性作为划分物质类型的界定标准。毕竟，二者在人体生命活动中的作用大相径庭，其生物功能完全不可同日而语。这样来看，把糖类和膳食纤维分开表述应该更妥当一些。

必须指出的是，补充营养素并不是补充得越多越好。补充与需求（包括生命体成长过程的应用增量、生命活动中的肌体损耗及能源消耗）之间保持平衡才是关键。某种营养物质补充多了反而有害。

对比一下四大类生物大分子与七大类营养物质，可以看出，核酸并不在七大营养素之列。这是因为，人体合成核酸的功能非常强大，通常在补充蛋白质和其他一些食品时，能够合成核酸的一些基础物质已经得到了补充，所以不需要额外补充。这就像氧气没有被列为营养素一样，我们的身体虽然一刻也离不开氧，但正常情况下，我们的呼吸就已经满足了这项需求，没有必要再单独补氧。所以，核酸和氧虽然没有被列为营养素，但并没有因此而排除它们都是关乎生命与健康极为重要的必需物质。

当然，上述表述只是营养学界和医药学界目前的主流观点。核酸是否可以作为营养物质从体外补充还是有很大争议的，各种核酸类保健品正是在这种不同意见的支持下走向市场，而且其中一些产品的营销活动做得风生水起。

关于这方面的争议，我们不在这里讨论。

在这四大类的生物分子中，它们各有分工，在“生命体存在”和“生命活动”中展现出了不同的功能。其中，蛋白质既承担了生命体的构建，实现了生物基体的存在；又是生命活动最重要的执行者，在生命活动中担负了重要角色，发挥了有机活性的巨大作用。

核酸——另一种生物大分子，实现了生命活动的“软件”功能，它担负着对各种生命信息的承载、转录、翻译（“转录”和“翻译”都是生物学术语，是基因表达中的两个不同环节）等工作，相当于生命体中的“上层建筑”。关于核酸的具体讲解，请看我的后继文章。

在现代生物学理论中，有这样一个争议——“先有蛋白质，还是先有核酸？”

学术界对这个问题目前还没有形成主流观点。但不管它们诞生的次序如何，我们都应该把蛋白质的重要性列在首要位置上。从它们的功能性质上分析，只有蛋白质才有可能作为生命体存在的承载基础。所以，恩格斯说：“蛋白质是生命的物质基础，生命是蛋白质存在的一种形式。”

1828年尿素的人工合成，宣告了物质世界的演变路径存在着不可预料的复杂性，探究有机生物分子产生的源头，可以把“无机物的发展演变”作为追寻生命诞生的最初目标，有了一个充分的理由。

但尿素毕竟只是一种非常简单的有机化合物，它仅仅是某些脊椎动物的一种代谢过程的产物，同时也能作为维持植物生命的营养物质，无法用来作为从无机的硅酸盐世界到有机生物世界转变的标志。

这种转变需要一个具有里程碑意义的物质作为标志。

蛋白质是生命结构形式的第一重要产物，这种生物大分子通过微生物的生命活动得到了最初的物质实现，继而使整个世界的物质存在形式产生了一种根本性改变。寂静了10亿年之久的地球，终于在蛋白质和其他生物分子共同参与的条件下，演变成为一派生机盎然的生物世界。这才是一个具有里程碑意义的标志性物质。所以我才有理由在这里这样说，“蛋白质是造物主开启生命之锁的第一把钥匙”。

当然，还有另一种意见是把蛋白质看作生命体中的从属地位，而主体物质则被认为是RNA，也就是核糖核酸。而且支持这种看法的业界人士似乎更多一些。但不管怎么说，给出结论性的论断为时尚早，一切有待于我们的后继努力。

两种观点的更多细节无须赘述，感兴趣者可查阅相关资料。

分子生物学和合成生物学的研究成果揭示了，胚胎发育取决于遗传基因的信息承载与转录，和蛋白质的执行过程，以及胚胎整体各部分之间的相互作用，从根本上推翻了上世纪初在古希腊亚里士多德时代的“活力论”基础上产生的“新活力论”。

新活力论的“生命自主”学说把生物体的生命活动归咎于不可知的“精神力量”，这种精神力量被称为“活力”（即“隐德来希”，希腊语entelecheia的音译）。“隐德来希”的原意为“完成”的意思，被亚里士多德用来指每一事物所要达到的目的，亦即“潜能的实现”。

很明显，“活力论”和“新活力论”都不愿意承认，“精神力量”与物质有关。

蛋白质和核酸的相关理论说明，生物分子的出现，是物质发展到极致化的一个结果，生命活动可以看作是一种极致化的物质表达。

蛋白质在生命活动中的执行作用，决定了生命活动的表达形式和实际效果。核酸类物质则负责某些重要生命信息的传承与发布。

【树林不远处】