氢气可能是一种特殊生物催化剂
氢气可能是一种特殊生物催化剂(研究思路)
1975年《科学》氢气治疗癌症文章的思路源头,文章中这样描述:
论文作者Dole等最近几年研究聚乙烯辐射化学过程中,发现氢分子具有催化效应,氢气在室温下能催化来自固体聚乙烯烷基自由基CH2CHCH2衰变。Waterman和Dole发现,24度条件下,400mmHg压力氢气能把第一阶段烷基自由基水平提高10倍。这种催化作用是因为氢气溶入聚乙烯。
自由基被认为是癌症生长的原因之一,本研究动物模型是用无毛白化小鼠经过长时间紫外线照射诱导皮肤鳞状细胞癌。
作者提到的关于氢气催化效应的研究论文,我们可以进一步了解,其文章可从其参考文献中查到:
[1] Wen W Y , Johnson D R , Dole M . Radiation Chemistry of Polyethylene. XIII. Alkyl Radical Decay Kinetics in Single Crystalline and Extended-Chain Samples of Linear Polyethylene[J]. Macromolecules, 1974, 7(2):199-204.
摘要:本文将以往的烷基自由基在体聚聚乙烯(PE)中的衰变动力学研究扩展到对单晶和长链聚乙烯样品的研究。在室温及以上温度下,衰变动力学可以定量地表示为两个同时发生的一级衰变反应。在单晶聚乙烯中,氢气对自由基衰变速率的催化作用远大于本体,但其催化活性的增强与单晶样品中氢的溶解度(单位无定形含量)增加约10倍一致。在长链样品中,氢催化效果低于预期。活化能随晶体结晶度的增加而降低,且随着晶体结晶度的降低,快衰变活化能接近慢衰变活化能。
使用散装聚乙烯(PE)不同的非晶样品体积分数,约翰逊和Dole表明,烷基自由基的衰退在室温和高温表达的开始两个过程的衰变与常量反应快速衰减和缓慢衰减。氢分子对慢速和快速衰变都有明显的催化作用。
我get到最重要的信息是,既然氢气可以是自由基反应的催化剂,也有可能是一种生物催化剂,类似酶或辅酶的效应。
氢气在自由基反应中可以发挥催化剂作用,在多种酶催化的准自由基反应的生物化学系统,氢气可能也具有催化剂的作用。
如果氢气是一种特殊的生物催化剂,类似特殊的酶。那么氢气这种生物催化剂可能具有广泛独特生物学效应,这也许就是我们一直渴望了解的氢气生物学效应机制。
如何确定氢气具有这种作用,可能比较理想的方法是把氢气加入到发酵反应过程,观察氢气是否会影响生物发酵过程。这个效应可能真实存在,因为氢气本身就参与真菌和细菌代谢过程。只不过我们要把氢气看成发酵过程的催化剂来看,确定氢气对发酵过程的催化效应。
也可以使用组织反应,类似当时研究胆固醇代谢使用肝脏组织匀浆,观察氢气对各种生化代谢过程的催化,也许是抑制效应。然后分析氢气的生物化学催化效应。
在上述研究基础上,深入探索氢气在这些反应过程中的催化位点,而不是效应位点。
如果氢气生物催化效应是明确的,那么氢气这种效应可能具有典型的多靶点性,就是对多种生物化学反应都具有催化作用,而不是传统生物分子,只对非常有限的生物分子和生物过程产生影响。这样的特点也比较符合目前发现的氢气生物医学特点:作用广泛,效应温和,对正常过程效应小,安全性高等。