現(xiàn)在，許多單分子技術(shù)被廣泛用于分子力學(xué)的研究。Julio Fernandez花了將近二十年時(shí)間，對(duì)賦予肌肉彈性的分子進(jìn)行研究。肌聯(lián)蛋白titin吸引了他的注意，titin是機(jī)體內(nèi)zui大的蛋白，也是肌肉被動(dòng)彈性的主要來源。titin分子是包含許多折疊束的長(zhǎng)鏈，就像一條打了數(shù)百個(gè)結(jié)的繩子。人們一般只將titin看作是肌肉的被動(dòng)支架，而Fernandez等人發(fā)現(xiàn)這種蛋白還有更復(fù)雜的功能。“Titin就像是個(gè)機(jī)械力計(jì)算機(jī)，為機(jī)體中的每塊肌肉提供正確的彈性，包括心肌，”Fernandez說。“保證它以*性能工作，是人體遇到的zui大挑戰(zhàn)之一。”
研究了氧化作用對(duì)titin彈性的影響。在肌肉運(yùn)動(dòng)時(shí)氧化水平會(huì)隨之升高，這是代謝增強(qiáng)的自然結(jié)果。研究人員發(fā)現(xiàn)，titin包含特別多易于氧化的位點(diǎn)，不過絕大多數(shù)這樣的位點(diǎn)隱藏在折疊束內(nèi)部，并沒有活性。拉伸肌肉會(huì)強(qiáng)迫titin展開自己的折疊束。作者們指出，這樣的伸展暴露了易于氧化的位點(diǎn)，使titin在拉伸時(shí)對(duì)氧化作用愈發(fā)敏感。研究人員不禁好奇，titin氧化之后究竟會(huì)怎么樣呢？于是，他們針對(duì)一種zui常見的氧化形式——*化進(jìn)行了研究。
研究人員意外的發(fā)現(xiàn)，這樣的氧化作用會(huì)將蛋白鎖定在展開狀態(tài)，顯著降低titin的硬度。如果沒有氧化作用，機(jī)械力只會(huì)對(duì)肌肉彈性產(chǎn)生暫時(shí)的影響，zui多持續(xù)幾秒鐘。然而，機(jī)械力與*化結(jié)合，就能夠產(chǎn)生持久的影響。此時(shí)只有逆轉(zhuǎn)氧化作用，才能夠重置titin的硬度。
這些信息可以幫助人們理解，為何鍛煉和拉伸能對(duì)身體柔韌性產(chǎn)生長(zhǎng)期而可逆的影響。鍛煉可促進(jìn)氧化反應(yīng)，而拉伸使肌肉做好被氧化的準(zhǔn)備。一旦氧化反應(yīng)發(fā)生，肌肉蛋白就會(huì)被鎖定在展開狀態(tài)，從而持久的提高身體柔韌性。當(dāng)肌肉細(xì)胞去除這種氧化作用后，肌肉就會(huì)回到原來的樣子，而這一過程往往需要幾個(gè)小時(shí)。“我認(rèn)為，這就是瑜伽提升身體柔韌性的原因，”Alegre-Cebollada說。“瑜伽姿勢(shì)可以展開titin中的折疊束，允許氧化作用使肌肉蛋白保持柔軟。”研究人員推測(cè)， 這類機(jī)械力記憶可能是絕大多數(shù)彈性組織的共同特性。
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