溶菌酶的抗菌作用机理(爱尔兰科学家发现可按压发电的溶菌酶，广泛存在于眼泪和唾液中)

Posted 2023-06-01

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溶菌酶的抗菌作用机理(爱尔兰科学家发现可按压发电的溶菌酶，广泛存在于眼泪和唾液中)

10月2日，爱尔兰莫瑞克大学的研究团队发现了一种叫溶菌酶的蛋白质可以按压发电，这种酶在受到挤压的时候就会产生电流，并且很好寻找——它存在于人类的眼泪、唾液中，此外还广泛存在于鸟类的蛋清中。

该项发现被发表在《应用物理快报》（ Applied Physics Letters）上，论文的第一作者为Aimee Stapleton博士，她于2012年从莫瑞克大学物理系毕业，目前正在攻读莫瑞克大学的物理学博士学位，并且进行独立的研究，主要研究方向为蛋白质的工作原理。

而该团队之所以发现溶菌酶能够按压发电，原因在于这种蛋白质可以很容易结晶（物质从液态或气态形成晶体），并且它结晶之后的结构与石英晶体非常像，而石英晶体就具备强烈的压电性，即敲打摩擦能产生火花，这也是燧石取火的原理，学术上来说就是能够将机械压力转换为电能。下图为显微镜下的溶菌酶晶体。

那么，既然溶菌酶的蛋白质晶体具有类似的结构，会不会也具有压电性呢？Stapleton博士开始了他们的研究，他们首先把溶菌酶溶解到溶液中，然后将其干燥制成粉末，放在电极的一端上，然后在另一端放上另一根电极，最后按压挤压晶体。发现该溶菌酶确实能够发电，并且发电量还不小：按压石英的发电量是每牛顿产生2微微库伦（picocoulomb），而溶菌酶晶体是每牛顿60微微库伦，差不多是石英发电效率的30倍。

而这项研究为我们带来的益处在于，溶菌酶是一种很常见的抗菌蛋白质，因为它能够分解细菌的细胞壁，也就是是说它是健康又无毒的，相比起其它一些带有铅的发电材料要安全许多。未来或许能够用于需要电池的心脏起搏器，心脏的振动即可按压在这种蛋白质上，从而为机器供电。

因此，这对于医药用的，需要微量电源的设备是件非常有意义的发现。但是对于用电量稍微大的设备，笔者算了一下，如果要为1000毫安容量的手机电池充电，按照实验中溶菌酶晶体产生60微微库伦/牛的结果，如果使用1牛的力度来按住溶菌酶，则需要半年的时间才能充满电。