生命的化學

脫水合成與水解

/ dee-hy-DRAY-shun SIN-thuh-sis / hy-DROL-ih-sis /

想像把兩塊東西卡在一起,卻必須擠出一滴水才能嚴絲合縫——而日後要把它們分開時,又必須把那滴水加回去。這就是細胞構建和拆解大分子的日常寫照。

脫水合成(又稱縮合反應)把兩個單體連成更長的鏈,過程中脫去一個水分子:一塊上掉下一個氫,另一塊上掉下一個羥基,二者結合以 H2O 的形式離開。細胞正是這樣把糖連成澱粉、把胺基酸連成蛋白質、把核苷酸連成 DNA。水解則恰好相反:它透過加回水來斷鏈,在一側補上一個氫,另一側補上一個羥基。(hydro 意為水,lysis 意為斷裂——以水斷之。)

這兩個相反的反應,是生物組裝與拆解的通用語法。消化就是大規模的水解——你的腸道加水,把食物中的聚合物拆回小到足以吸收的單體。生長與修復則是脫水合成——你的細胞把這些單體縫合成構成你身體的結構。細胞時刻在兩個方向上運轉,既構建又回收,而水就是每個連接處交換的通貨。

把兩個葡萄糖分子連成麥芽糖,恰好釋放一個水分子;把麥芽糖消化回兩個葡萄糖,又恰好消耗一個水分子。

成一個鍵,出一滴水;斷一個鍵,進一滴水。

在體溫下,這兩種反應都不會輕易自發進行;細胞依靠酵素,才能讓這些成鍵和斷鍵的步驟快到足以發揮作用。

又稱
condensation reaction脱水缩合水解反应