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多巴胺是什么?它有哪些功能?

【蓑笠翁的回答(714票)】:

多巴胺,化学结构是这样的,化学名称4-(2-氨基乙基)-1,2-苯二酚

其他答主也说过,是重要的神经传导物质,与人的情欲呀、兴奋感有关。

还有什么作用?说点和我们高分子专业上的有关的吧。

多巴胺,这个东西很“黏”,怎么回事呢?这事还得从贻贝说起,没错,就是你经常吃的海虹,淡菜(还有什么其他叫法?统统砸过来!)

野生状态的贻贝往往都是粘在在岩石啊、礁石的表面,展现出了很强的黏结力,不光在石头表面,还会经常粘附在船体金属外表面。后来发现,好像没有这东西粘不住的表面,在玻璃、云母、石英、木头、塑料等人们常用材料的表面都有着不错的粘力,甚至可以粘在著名的超疏水材料聚四氟乙烯(PTFE)表面上。另外还奇葩在,人工粘合剂往往见水就失去功效,这东西却风吹雨打浑不怕。人们就想看看,到底是什么原因。当然,生物体实现的特殊的功能往往是其精细化学结构、高级组装结构、宏观物理结构等共同作用的结果。我们一层层来看:

  • 生物器官结构
从生物体本身器官结构来讲,实现贻贝类表面粘附性能的器官就是从贻贝体内伸出来的足丝结构。而真正实现与表面接触的是足丝末端的那一小“肉片”(英文名叫Plaque,原谅我一时找不到合适的翻译)。

  • 显微结构

如果拿一个显微镜的话,就能看见足丝末端的显微结构,实际上是一种疏松多空的泡沫状结构。当然这样的结构更多的提供了足丝的强度与韧性。

别急,我们的主角多巴胺马上就要出来了。

  • 化学结构

再来分析一下表面接触的部分的化学结构。主要是一些特殊结构的蛋白,命名为Mfp1至Mfp6。当然这些蛋白本身之间就有着非常复杂的相互作用,每种蛋白的具体功能也不尽相同,先按下不表。

再进一步的分析这些蛋白的分子结构,就发现,它们的氨基酸序列中含有丰富的多巴胺结构。更严格地一点说,是含有多巴胺氨基酸残基(图片中的红色序列)。而这些多巴胺残基中的邻二羟基结构是粘性的重要来源。

当然,有的小伙伴会说,天然氨基酸中并没有多巴胺氨基酸。不错,但是别忘了,天然氨基酸中有着与多巴胺氨基酸非常类似的酪氨酸(只少一个酚羟基),一般认为蛋白中的多巴胺氨基酸残基衍生自酪氨酸。

邻二羟基结构为什么对多种表面有那么强的粘结力?实际上学界对此也是争论不休,一般认为一种原因是氢键,另一种原因是邻二羟基结构对其他原子,尤其是金属原子的强配位作用。另外一方面,邻二羟基在某些条件下是不稳定的,会异构化为邻二醌结构,而邻二醌结构彼此之间可以反应使得蛋白质发生交联,这也在一定程度上增加了粘性。

当然无论是哪种原因,学界至少知道了真正发粘的就是邻二羟基结构。而且生物粘合剂在诸多方面比起人工粘合剂都显示出了得天独厚的优势。于是,一场仿生大戏就拉开了序幕。下面简单地举几个栗子:

  • 模仿秀一:仿生粘合剂(用于材料界面粘结)

粘合剂在生产生活中发挥了重要的作用。小到你用的固体胶、即时贴,大到汽车、航空航天产业都离不开粘合剂的身影。而人们对于新材料的性能与要求是无止境的。

目前人们使用的人工粘合剂都是高分子化合物。虽然上文所讲的贻贝粘性蛋白性能很好,但是总不能一个一个把上面的粘性成分刮下来。而从合成的角度说,人工制备这些粘性蛋白更是不可能的。所以,既然不能完全模仿,就使用这里面最有效的粘性成分——邻二酚羟基结构。美国学者Johnason曾经进行过这样的探索,在聚苯乙烯聚合物中共聚上邻二酚结构(注意仅仅是邻二酚,而不含有多巴胺中的氨基结构),就完全可以实现其粘结性能,这些仿生粘合剂在对于多种表面都展现出了较强的粘结能力,可以接近于现在已经商业化的一些强力粘合剂。

但是,目前的人工粘合剂还有一个重要缺点,就是粘了几次之后粘结能力迅速下降。为了解决这样的难题,有学者就利用邻二酚类仿生粘合剂制备出具有特殊的纳米柱阵列形貌的可粘结表面。

为什么要使用这样的阵列形貌,实际上还是跟生物学的。这次学习对象是壁虎。壁虎我们知道,可以在垂直的墙面快速行走,展现出了特殊的生物粘性。壁虎爪的粘性更多的是源于爪子表面特殊的微纤毛物理结构。

所以,结合了物理结构仿生和化学结构仿生,一个粘结剂大杀器就出现了。这个是美国学者Messersmith, P. B.的巅峰之作。它逆天在什么地方呢?就是即便你把这个表面揭开-粘上上千次,粘结力都没有明显的下降。而且这样一个过程在水环境中也可以保持。

  • 模仿秀二:仿生粘合剂(用于外科手术)

用于外科手术的粘合剂的性能要求是非常高的。首先,在水存在的环境中,以及复杂的生理液体环境中要具有一定的粘结性;其次,要具有较低的生物毒性,不会引起生物体的过敏反应、排异反应等等。最后,通过改变多巴胺聚合物的主链结构与连接基团,可以广泛调节这类材料的固化时间、溶胀性质、力学性能和降解速度。目前,初步的研究结果表明,多巴胺类人工粘合剂对生物组织具有强力粘结性,粘力甚至超过了纤维蛋白胶。

Messersmith, P. B.曾经一小鼠为研究对象研究过一类PEG-多巴胺的生物体内粘结性能。

在小鼠脂肪组织施加粘合剂之后,加入高碘酸盐就可以使这类粘合剂原位地固化。小鼠养了一年以后,他获得了这样的组织切片结果:

可以看到,粘合剂与脂肪组织的界面清晰可见,脂肪组织健康,血管分布良好,同时也没有发现炎症与纤维囊病变的发生。这样的结果在外科手术粘合剂材料的开发中的确是可遇不可求的,该实验室也在积极开发相应的商业化产品。

以上。

参考文献

1.Lee, B. P.;Messersmith, P. B.; Israelachvili, J. N.; Waite, J. H., Mussel-InspiredAdhesives and Coatings. In Annual Review of Materials Research, Vol 41,Clarke, D. R.; Fratzl, P., Eds. 2011; Vol. 41, pp 99-132.

2.Anderson, T. H.; Yu,J.; Estrada, A.; Hammer, M. U.; Waite, J. H.; Israelachvili, J. N., TheContribution of DOPA to Substrate–Peptide Adhesion and Internal Cohesion ofMussel-Inspired Synthetic Peptide Films. Advanced Functional Materials 2010,20 (23), 4196-4205.

3.Boesel, L. F.;Greiner, C.; Arzt, E.; del Campo, A., Gecko-Inspired Surfaces: A Path to Strongand Reversible Dry Adhesives. Advanced Materials 2010,22(19), 2125-2137.

4.Ye, Q.; Zhou, F.;Liu, W., Bioinspired catecholic chemistry for surface modification. ChemicalSociety Reviews 2011,40 (7), 4244-4258.

5.Matos-Pérez, C. R.;White, J. D.; Wilker, J. J., Polymer Composition and Substrate Influences onthe Adhesive Bonding of a Biomimetic, Cross-Linking Polymer. Journal of theAmerican Chemical Society 2012,134 (22), 9498-9505.

6.Lee, H.; Lee, B. P.;Messersmith, P. B., A reversible wet/dry adhesive inspired by mussels andgeckos. Nature 2007,448 (7151), 338-341.

7.Lee, H.; Dellatore,S. M.; Miller, W. M.; Messersmith, P. B., Mussel-Inspired Surface Chemistry forMultifunctional Coatings. Science 2007,318 (5849),426-430.

8.Brubaker, C. E.;Kissler, H.; Wang, L.-J.; Kaufman, D. B.; Messersmith, P. B., Biologicalperformance of mussel-inspired adhesive in extrahepatic islet transplantation. Biomaterials2010,31 (3), 420-427.

【晏杨的回答(48票)】:

关于爱情:肾上腺素决定出不出手,多巴胺决定天长地久,五羟色胺决定谁先开口,端粒酶决定谁会先走。

【Circle圓的回答(8票)】:

多巴胺(dopamine)即是中枢神经递质,又是合成肾上腺素和去甲肾上腺素的前体物质,主要调控生殖活动,具体讲就看表格了,红色框框里就是你要的答案·········懒得翻译了·····多巴胺(dopamine)即是中枢神经递质,又是合成肾上腺素和去甲肾上腺素的前体物质,主要调控生殖活动,具体讲就看表格了,红色框框里就是你要的答案·········懒得翻译了·····

(原文出处:Claude F.Steroid control of monoamines in relation tosexual behaviour

【XII的回答(17票)】:

百度的回答:2.1 让人旧情难忘

热恋是美妙的,分手是痛苦的,但却都是幸福的。不过不幸的是,热恋之后的单身男女似乎总难再找到那曾有的激情和心仪的对象。为什么会这样,美国科学家通过研究田鼠揭开了其中的奥秘。

田鼠是实行终身一夫一妻制的“性情动物”。据英国《卫报》12月5日报道,加利福尼亚州立大学的学者近期专门对这种动物进行了跟踪,研究它们的大脑和行为,分析它们的爱情产生与消亡过程,结果学者们结合二者后发现,当雄田鼠和雌田鼠交配以后,雄田鼠就会一生一世忠于雌田鼠,每当这个时候,雄田鼠的大脑就会释放出大量多巴胺———一种名为“感觉良好”的化学物质。

研究带头人布兰登·阿拉戈纳将这种多巴胺戏称为“爱情的毒药”。当他们把这种化学物质注射到从来没有交配过的雄田鼠的大脑里时,发现这些小家伙马上放弃了对其他雌田鼠的追求,而是一心一意地只想获得那只早已倾心的雌田鼠的爱。进一步的研究发现,这种多巴胺会改变田鼠大脑某一区域上的“沟渠”,这个区域为许多动物所拥有,包括人类。当已经有伴侣或曾有过伴侣的雄田鼠再次结识一个新异性时,它大脑里的这个区域就会发生剧烈变化,尽管这个时候雄田鼠大脑也会产生“爱情的毒药”这种化学物质,但是此时,该化学物质就会被已经改变的“沟渠”导向另一个神经元,导致雄田鼠无法对新异性燃起曾有的激情,遂变得冷淡起来。

阿拉戈纳认为,虽然田鼠的爱情生活和人类的不一样,但是作用原理是共通的。也就是说,人类总是旧情难忘,实际上是多巴胺作用的结果。

【你你你你你的回答(8票)】:

没有它的存在,你可能都不会存在于这个世界。

【Shawn1211的回答(3票)】:

多巴胺(化学式:C8H11NO2;结构式:C6H3(OH)2-CH2-CH2-NH2)是一种脑内分泌物,属于神经递质,可影响一个人的情绪。它正式的化学名称为4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚,简称“DA”。具体详细知识请参见百度百科。

【绿霖的回答(3票)】:

baike.baidu.com/view/29 百度百科自己去看吧。

【李若琪的回答(6票)】:

通俗一点。

多巴胺是一种脑内分泌物,属于神经递质。具体表现在奖赏上。

如:运动会产生多巴胺,让身心感到愉悦;

如:抽烟会产生多巴胺,会兴奋;

如:吃饭会产生多巴胺(饭后一根烟,赛过活神仙;叠加奖赏更兴奋);

如:甜食也会产生多巴胺。。。

等等

多巴胺是一种使大脑兴奋的神经递质,会使人上瘾,如吸毒抽烟甜食等,当大脑习惯一定量的多巴胺释放量后,兴奋趋于平缓,为了再次达到新的兴奋,大脑会做出指示提高用量,如抽烟的量加大等等。

(PS:从品牌管理中看到的)

【啊喔厄的回答(2票)】:

知乎不是懒人的百度。

【刘璐的回答(2票)】:

我朋友在骑摩托漂移的时候 ,得出了:年轻时候的恋爱最大成本是那时候的荷尔蒙和多巴胺,过了时间,它不会为第二个那么优秀的人再分泌一次

真是残酷的现实

人类这样的动物性决定了所谓刻骨铭心的唯一性这样的结论

【何超杨的回答(2票)】:

这种问题都要上知乎来问?

【五月罐头的回答(2票)】:

详情请咨询百度百科。

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