生命的化学

脱水合成与水解

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

想象把两块东西卡在一起,却必须挤出一滴水才能严丝合缝——而日后要把它们分开时,又必须把那滴水加回去。这就是细胞构建和拆解大分子的日常写照。

脱水合成(又称缩合反应)把两个单体连成更长的链,过程中脱去一个水分子:一块上掉下一个氢,另一块上掉下一个羟基,二者结合以 H2O 的形式离开。细胞正是这样把糖连成淀粉、把氨基酸连成蛋白质、把核苷酸连成 DNA。水解则恰好相反:它通过加回水来断链,在一侧补上一个氢,另一侧补上一个羟基。(hydro 意为水,lysis 意为断裂——以水断之。)

这两个相反的反应,是生物组装与拆解的通用语法。消化就是大规模的水解——你的肠道加水,把食物中的聚合物拆回小到足以吸收的单体。生长与修复则是脱水合成——你的细胞把这些单体缝合成构成你身体的结构。细胞时刻在两个方向上运转,既构建又回收,而水就是每个连接处交换的通货。

把两个葡萄糖分子连成麦芽糖,恰好释放一个水分子;把麦芽糖消化回两个葡萄糖,又恰好消耗一个水分子。

成一个键,出一滴水;断一个键,进一滴水。

在体温下,这两种反应都不会轻易自发进行;细胞依靠酶,才能让这些成键和断键的步骤快到足以发挥作用。

又称
condensation reaction脱水缩合水解反应