鐵硫簇

在把食物變成可用能量的機器深處，電子必須從一個載體傳給下一個，就像一隊人接力傳遞一滴滴電荷。承擔這件事的、最古老也最普遍的中轉站之一，是一種由鐵和硫打成的小結，叫鐵硫簇。它們如此古老、如此基礎，很可能早於地球上的氧氣，至今仍坐鎮於呼吸、光合和固氮的核心。

鐵硫簇是由鐵原子和硫離子（S2-）搭成的小籠，在與蛋白質相接處由半胱胺酸的硫原子封口。最簡單的是被四個半胱胺酸硫攥住的單個鐵；著名的有 2Fe-2S 簇，即兩個鐵被兩個硫橋連成的小菱形，以及 4Fe-4S 簇，一個鐵與硫交錯佔角的立方體。這些簇的全部職責就是把電子鬆鬆地攥住，好讓它易於被取走、又易於被放下。它們靠讓自家鐵原子在鐵(II)和鐵(III)之間切換來做到這點：多出的電子並不停在某一個鐵上，而是抹開、瀰散到整個簇上，而半胱胺酸和硫離子配體又軟、又易極化，這就調校了簇得失這枚電子的「意願」。

這些簇之所以重要，是因為它們就是細胞的電路布線。在呼吸和光合的電子傳遞鏈裡，一串鐵硫簇沿能量斜坡一步步搬運電子，把能量分成可控的小份釋放。它們確切的還原電位由周圍蛋白精細調校，因而同一類型的簇能被設定去做不同的工作。一句老實話：每個簇一次只處理一個電子，這使它們成為那些必須避免一次性放出活性氧的反應的理想搭檔；也正因其鐵是裸露的，它們很脆弱——氧氣和某些毒素會攻擊它們，這正是某些毒物切斷呼吸的途徑之一。