【研究报告】氢气是人体代谢活动的开关! .pdfVIP

氢气是人体代谢活动的开关!

氢气是可逆代谢阻滞的中心开关，新陈代谢是维持生命的所有化

学反应的总和。新陈代谢包括物质代谢和能量代谢两个方面。生物在

长期的进化过程中，不断地与它所处的环境发生相互作用，逐渐在新

陈代谢方式上形成了不同的类型。按照自然界中生物体同化和异化过

程的不同，新陈代谢的基本类型可以分为同化作用和异化作用两种。

生物有机体把从环境中摄取的物质，经一系列的化学反应转变为

自身物质。这一过程称为同化作用，即物质从外界到体内，从小分子

到大分子。因此，同化作用是一个吸收能量的过程，如绿色植物利用

光合作用，把环境中的水和二氧化碳等物质转化为淀粉、纤维素等物

质。与此相反的是异化作用，即从体内到外界环境，物质由大分子转

变为小分子的过程，这是个释放能量的过程，同时把生物体不需要或

不能利用的物质排出体外。

因为代谢与最大寿命潜力相关，是最古老的科学问题之一，所以

生命科学家一直致力于研究控制生物和人的代谢率。

氢气是地球生命进化过程中最重要的环境因素，氢气对今天的地

球生命有没有重要干预作用，特别是对代谢的影响，这是一个非常值

得探讨的问题。

本研究论文报道了一系列微生物，从微藻到酵母，暴露在100%氢

气环境下的细胞代谢和细胞生长完全被阻滞，但这种现象完全可逆。

研究还报道了微藻在氢气暴露条件下对极端胁迫条件(如高盐浓度)的耐

受性。发现在纯氢气环境下，微藻可以承受极端的极端胁迫应激。添

加氧气或空气几乎能完全恢复它的代谢和细胞生长。就是说在微藻承

受极端胁迫应激后再给予氧气，微藻已停止的代谢以及细胞生长能逆

转回来。

分子动力学模拟在原子尺度上解释了这一现象。各种蛋白质，包

括光合作用和呼吸复合体(LHCII，细胞色素c5)在与氢的相互作用中被

探索。氢气暴露减少了表明热稳定性的蛋白质残基的波动，氧气环境

下没有这种变化。这一研究其实生动地告诉我们，氢气和代谢分子之

间存在明确的相互作用，氢气能减少蛋白质残基的波动更是从原子维

度上解释了氢气和蛋白质相互作用基础。

该研究来自希腊克里特岛大学生物系KiriakosKotzabasis

(kotzab@uoc.gr).DepartmentofBiology,UniversityofCrete,Voutes

UniversityCampus,GR-70013,Heraklion,Crete,Greece

ZerveasS,KydonakisE,MenteMS,etal.

氢气作为可逆代谢阻滞的中心开关的研究进展[J]。生物技术杂

志，2021(24).

该研究亮点：

|暴露在100%氢气环境中会引起代谢阻滞和停止生长。

|加入氧气或空气完全恢复氢气诱导的代谢停止。

|在100%氢气条件下，微藻可以承受极端环境压力。

|暴露于氢气强烈降低了蛋白质氨基酸残基的波动。

|在氢气气氛中，生物产物，如水果，可以保持数月不变质。