深海火山附近的螃蟹可以「忍受400℃ 高溫」,家庭方法能煮熟食用嗎?

深海火山,热液喷口形成于海水与岩浆交汇处,热液流体中含有的矿物在冷却时形成烟囱状结构。

黑烟囱附近生活的一些小生物,有盲虾、盲蟹,还有一种很有名的蜗牛,叫做鳞角腹足蜗牛,身上披着硫化铁的硬壳。

它们都生活在400度的高温热水中。

那么它们到底能不能被煮熟呢?答案是可以被煮熟的。这个问题和组成生物体的蛋白质结构有关。

世界上所有的生物都是从单细胞的真核生物演化来的,盲蟹、盲虾的细胞结构和禽类、爬行动物、哺乳动物差不多,组成身体的蛋白质也类似。

鸡蛋就是一大块蛋白质。为什么鸡蛋在生的时候是半流质的状态,煮熟了以后就变成凝固的状态了呢?

鸡蛋到底起了化学变化,还是起了物理变化?

蛋白质的分子是氨基酸的长链,因为长,所以它会折叠弯曲。折叠弯曲以后的蛋白质,被称为蛋白质的空间构象,这种折叠会反复多次,会形成2级、3级和4级的折叠。

折叠以后的蛋白质,才具有完整的蛋白质的功能。

折疊以後的蛋白質之所以能夠保持穩定的形態,是因為有一種叫做氫鍵的分子間力鎖定了這些折疊。

氫鍵提供了蛋白質折疊、蛋白質結構和分子識別的大部分定向相互作用。大多數蛋白質結構的核心是由α折疊和β折疊等二級結構組成。這滿足了蛋白質疏水核心中主鏈羰基氧和醯胺氮之間的氫鍵勢。

蛋白質與其配體(蛋白質、核酸、底物、效應劑或抑制劑)之間的氫鍵提供了相互作用的方向性和特異性。

我們知道原子是由原子核和圍繞在原子核外運行的電子雲所構成的,在沒有形成分子的時候是球對稱的,不表現出正負極性。

但是形成分子以後,因為要共用電子對,所以電子雲的形狀發生了偏轉,原子就會在某一個部分顯示出電正性或者是電負性。

這種電正性和電負性會相互吸引,最常見的就是氫原子和其他原子相互吸引,形成的所謂氫鍵。

在蛋白質的空間構象中,氫鍵提供了70%的結構鎖定,另外30%由二硫鍵提供。

蛋白質分子形成空間構象,就像一個卷成一團的毛線團。沒有煮熟的雞蛋,裡面的蛋白質就是這樣團狀的,所以它具有一定的流動性。

煮熟的雞蛋,鎖定蛋白質結構的氫鍵被破壞了,蛋白質分子展開成長鏈狀,相互纏繞,所以就變成了固體。

這就好像一個毛線團可以在地上滾來滾去,把毛線團織成毛衣以後,就很難滾動了。

所以,生命存在的條件是蛋白質的氫鍵不會被破壞。

盲蟹、盲蝦能夠在400度的海水中生活,就是因為鎖定蛋白質空間結構的氫鍵沒有被破壞。

氫鍵的強度與和氫原子對位的其他原子有關。最強的氫鍵是H~F鍵,其次是H~O鍵,再次是H~S鍵。氧原子的數目越多,氫鍵形成的可能性就越大。

氫鍵是弱鍵,強度介于弱范德華力和強共價鍵之間,其離解能取決于極性吸引力,因此取決于原子的電負性。

除此以外,壓力對于氫鍵也有巨大的影響。

壓力越高,氫鍵結合的越牢固,離解能越高,因為分子間的間距越小。

水在常溫常壓下,之所以能夠保持液態,就是因為氫鍵鎖定了水分子。在一個大氣壓下,水在100度才會沸騰,但是隨著壓力的增高,水的沸點會升高。因為氫鍵的鍵能會隨著壓力的增高而增加,所以破壞氫鍵穩定性所需要的溫度也越高。

说到这里,我们就可以回答最开始那个问题了。生活在400度水中的盲蟹和盲虾因为在高压下蛋白质的氢键没有被破坏,但是在正常的大气压下,100度可以把它们的氢键破坏。

所以,在深海中生活在400度热水中的盲蟹、盲虾,裹上面粉油炸,撒上葱花清蒸都可以熟。


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