生物大分子的化學

縮合(脫水)反應(condensation reaction)

要把兩條紙鏈接在一起,你得貼上一點膠帶;要把繩上的兩顆珠子連起來,你也許要剪掉一段線。細胞連接它的構件靠的是類似的小小犧牲——它每連接兩個部件,就擠出一個小小的水分子。這「連接並釋放水」的一步,就是縮合反應,也是生命搭建它幾乎所有大分子的方式。

在縮合反應裡,兩個分子被鍵合在一起,過程中失去一個水分子(H2O)——這就是它也被稱作脫水合成(「去掉水以搭建」)的原因。通常一個搭檔交出一個氫(-H),另一個交出一個羥基(-OH);這個 H 和 OH 合成水並離開,留下一根新的共價鍵把兩個搭檔焊在一起。想像兩個胺基酸靠近:一個的羧基和另一個的胺基釋放出一個水,一根肽鍵便在它們之間「咔」地合上。同樣的邏輯把糖連成鏈、把核苷酸連成核酸。搭建是要耗能的,在細胞裡,它由被活化、裝載了能量的構件來驅動。

縮合是聚合物世界裡通用的「縫針」。每一個蛋白質、每一條 DNA 或 RNA、每一個澱粉和肝醣分子,都是一個單體一個單體組裝起來的,每連一處就花掉一個水。認識到這一點,你就能看見極不相同的分子之下那份深層的統一:它們全都是靠反覆脫去水而造出的鏈。它的逆過程——加水以斷鍵——是水解,是這場建造的「拆除搭檔」。

把胺基酸甘胺酸與丙胺酸連接起來會形成一個二肽,並恰好釋放出一個水分子;這樣連上一百個胺基酸,你就花掉了九十九個水,造出一條短小的蛋白質。

造一根鍵,丟一個水。

縮合不會僅僅因為兩個單體漂在附近就自行發生——搭建聚合物需要能量,在細胞裡還需要被賦能的構件和酶。水是副產物,而不是驅動力。

又稱
dehydration synthesiscondensation synthesis脱水缩合脫水縮合