从“造生命”到“造万物”:蛋白质远比你想象得更重要

2025-11-27 14:32

这是一个在日常认知中被严重低估的生命核心构件,它却在幕后悄然主宰着我们的健康走向。

它不仅构筑了我们感知世界的能力——让我们得以看到、触摸、闻到,甚至铭记;更几乎决定了我们身体的全部精致运转:从强健的肌肉、光泽的皮肤、茂密的头发,到抵御疾病的免疫力、高效的代谢速度,乃至饱满的精神状态,一切都与它密不可分。它,更是整个生命世界得以存在的隐形基石。

我们习惯讨论碳水、脂肪、维生素,却很少意识到:生命能否诞生、维持、延续,其最底层的逻辑就是——蛋白质。

在最新著作《命在蛋白质》中,科学家沙希尔·里兹克和玛吉·芬克邀请我们重新认识这个生命最根本的构件。蛋白质的意义,已超越了简单的营养学概念,它正在以磅礴之力,重塑医学、农业、环境科学等多个未来战略领域。

身体的“总设计师”,主宰生命运转

蛋白质担着四大核心职责:建造、指挥、修复、防御

它是身体的结构工程师,让肌肉发力、皮肤更新、器官成形 。 

它是生命的高级操作系统,通过无数酶与受体调控代谢、传递信号,让细胞知道何时生长、休眠或自我修复 。

它是体内的优秀修理工,负责清除废物、修补受损组织 。

它更是我们免疫系统的秘密武器库,从抗体到关键免疫细胞的关键部件都由它精心打造 。

换句话说,你的精力、免疫力、代谢水平,甚至衰老速度,都取决于蛋白质能否正常工作。

当蛋白质不足、失衡或折叠出错时,问题便悄然出现:肌肉流失、皮肤暗沉、免疫力下降、慢性炎症加剧,甚至为癌症和神经退行性疾病打开缺口。

阿尔茨海默病不是“脑子坏掉”,而是β淀粉样蛋白和Tau蛋白折叠出错,形成黏稠团块,像卡进齿轮的口香糖,阻塞脑内通信;这种错误折叠还会引发连锁反应,诱导更多蛋白加入混乱,形成恶性循环。

包括阿尔茨海默病在内多种神经系统变性疾病中,Tau蛋白的错误折叠是病程推进的一大关键事件。正常状态下,Tau蛋白包含几段短螺旋,以及大片缺乏二级结构的长区段。图中所示的错误折叠Tau蛋白拥有异常多的β折叠,会导致缠结形成。

癌症同样源于蛋白质失控:当加速蛋白失衡、制动蛋白失效,细胞就会无节制地分裂。

即便是免疫力,也完全依赖抗体蛋白像钥匙般精准识别病毒刺突蛋白,在分子层面发动一次次“绞杀战”。

《命在蛋白质》指出,人类宏大的健康困境,其根源都藏在肉眼看不见的折叠、聚集和信号传递中。

维护健康,其实就是保护这套蛋白质网络正常运作:保持体温恒定,避免极端冷热损伤蛋白质;顺应自然光照,让生物钟蛋白与节律蛋白同步运作;回归天然饮食,让蛋白质接收到真实信号,而不是被深加工食品或代糖误导。掌握蛋白质的规律,就是掌握健康的底层逻辑。

从身体分子到国民健康的关键

蛋白质的意义,并不仅限于个体健康的维护。

历史已经无数次证明,关键生物技术的突破能改变国民的健康命运。

二战期间,青霉素的工业化生产(本质上是微生物发酵产酶的过程)挽救了无数盟军士兵的生命,成为了决定战争走向的战略物资 。在今天,蛋白质药物(如抗体药、疫苗)在应对大流行病、保障国民健康中发挥着定海神针般的作用 。

当下的医学领域,蛋白质工程正在掀起一场从“对症治疗”到“精准治愈”的革命

精准打击:传统化疗常常“杀敌一千,自损八百”,而蛋白质药物如抗体药则像巡航导弹般精准。赫赛汀能锁定乳腺癌细胞表面的HER2受体,切断癌细胞的生长信号。科学家甚至从剧毒以色列金蝎中提取“氯毒素”,改造成特异性识别脑胶质瘤的载体,将药物精准投放到肿瘤部位,大幅提升疗效并降低副作用。

基因修补:曾被视为绝症的遗传病,如地中海贫血、镰状细胞贫血,现在可以借助CRISPR技术改变。核心蛋白Cas9像精密剪刀,能精准切除错误基因片段,为根治这些疾病提供可能。

复活与再生:科学家正尝试通过设计特殊抗体或酶,复活因突变失活的蛋白质,或清除导致衰老的有害蛋白堆积。这不仅是治疗疾病,更为延缓衰老、修复受损器官打开了新路径。

从“造生命”到“造万物”

如果说蛋白质在微观层面是“造生命”的总工程师 ,那么在宏观战略层面,它正成为“造万物”的绿色引擎,重塑未来全球的工业体系。蛋白质工程的突破,正以惊人的速度为人类面对的终极环境挑战提供全新的、根本性的解题思路。

1.能源与环保:碳中和的终极解法

蛋白质工程提供了生物学的创新手段,应对气候变化和环境污染。

塑料降解:科学家在堆肥中发现能“吃”塑料的细菌,并改造其酶,使其高效降解PET塑料,将其还原为可重复使用的单体,实现塑料循环利用,为白色污染提供根本性解决方案。

碳捕获:自然界中的碳酸酐酶可高速催化二氧化碳水合反应。通过定向进化,科学家培育出耐高温、耐强碱的工业级酶,可在工厂烟囱中高效捕获二氧化碳并转化为工业原料,实现变废为宝,是实现碳中和的重要底层硬科技。

2.新材料与制造:摆脱石油依赖

通过合成生物学,微生物可以像工厂一样生产高性能材料。例如,酵母菌被改造生产蜘蛛丝蛋白,这种材料比钢更强,比凯夫拉更韧,可用于防弹衣、航空复合材料,甚至可降解手术缝合线。基于生物质的制造方式,将大幅减少对石油资源的依赖,推动绿色、可持续的工业体系。

如果说石油定义了工业时代,为机械文明提供了动力;芯片定义了信息时代,构建了数字世界的基石;那么,蛋白质工程,将定义未来的生物红利时代

蛋白质的能力缺失,意味着一个国家可能在生物安全和产业链上被“卡脖子” 。因此,对蛋白质的探索和驾驭,已然成为重塑未来全球竞争格局的关键钥匙 。它不仅在支撑我们的健康,影响着衰老、免疫、甚至癌症的发生 ,也在医学、能源、材料等领域带来前所未有的可能 。

这把“生命之钥”,正引领我们走向一个以分子级精度重塑生命和世界的全新纪元。

书中拆解蛋白质的自然奥秘——将蛋白质比作细胞内的“微观工蜂”和“分子机器”,阐述了它们如何通过折叠成特定的三维结构,赋予萤火虫点亮黑夜的魔力、候鸟跨越半球的导航能力,以及人类感知爱意和留存记忆的情感力量;更揭秘了蛋白质工程的前沿突破——那些人工设计的蛋白质,正成为守护人类的“超级武器”,能精准攻击癌细胞、阻断病毒入侵;也在能源、材料等领域带来前所未有的可能。