via 果殼網

（伏維閣主/譯）貽貝一生中的絕大部分時候，都并不令人神往。這些擁有成對貝殼的軟體動物，是“法式青口”的主要材料。它們大半生都粘附在巖石上，通過過濾流經的海水來獲取食物。但有些科學家卻愿意花費多年時間來研究這些“簡單”的生物，仔細觀察它們靜態的生活方式，探究它們身上最大的秘密：就算周圍不斷有水流沖擊，貽貝也總是能牢牢地貼在濕潤的、滑溜溜的巖石上，它們是怎么做到的？

附著在巖石上的貽貝。 圖片來自： wikipedia

關鍵成分：左旋多巴

第一個嘗試解答貽貝粘著之謎的人是赫伯特·韋特（Herbert?Waite）。他在上世紀七十年代時，還是美國哈佛大學的研究生。他從那時起開始收集康乃狄克州海岸線上的貽貝，然后把它們帶回實驗室進行研究。他分析了貽貝那些“粘性線狀物”——也就是“足絲”——的化學組成。貽貝就是依靠這些足絲，把自己固定在巖石上的。

貽貝會通過某種類似于注塑生產的生理過程，制造出像頭發一樣纖細的足絲。它們強健的足部會生出溝渠，而它們會把液態的蛋白質擠壓到溝渠里，只需幾秒鐘時間，就能形成一條穩固的線狀物。每條線狀物的端點上都有一個粘性的“軟墊”，可以牢牢地吸附在巖石上，或者其他任何貽貝想要貼附的堅硬表面上。

貽貝的足絲

（不是絲足）

。圖片來自：springerimages.com

韋特把足絲、粘性軟墊和生產它們的腺體里的蛋白質鏈條破壞，仔細進行觀察。在這三種結構里，他都能找到同一種罕見的氨基酸——“左旋多巴”（L-dopa，或稱為3,4-二羥苯丙氨酸）。植物可以制造這種分子，人體也可以制造它。它是神經遞質多巴胺的前體，因此也被用于治療帕金森氏癥。

韋特的研究發現，左旋多巴也正是貽貝之所以能粘著在巖石上的原因。

左旋多巴分子的關鍵結構，是鄰苯二酚側鏈，它是由一個苯環和連接在苯環上的兩個羥基組成的。而這些羥基會和巖石、船殼以及任何貽貝試圖貼附的東西結合在一起。

左旋多巴，左邊的鄰苯二酚結構是貽貝粘附的關鍵。圖片來自：wikipedia

繼韋特的發現之后，其他科學家也陸續發現了許多種不同的貽貝“膠水”。它們都含有左旋多巴。現在這些物質被統稱為“貽貝粘著蛋白”（mussel adhesive proteins），簡稱MAPs。

從貽貝到生物膠水

在貽貝粘著蛋白研究領域，最激動人心的問題是：我們怎么才能把這些分子用于人類世界？這也促使科學家們做了很多圍繞貽貝進行的研究。科學家們不僅在貽貝的啟發下發明了好幾種“貽貝膠水”，還由此研發出了一種富含鄰苯二酚、能夠自愈的聚合物。

科學家合成的“貽貝膠水”，其中也富含左旋多巴或者其他帶有鄰苯二酚結構的化合物。它們被開發成手術工具，用于治療疾病。這其中一個很有前景的應用，就是在產前對胎兒進行手術（注：這種手術的目的是治療某些發育缺陷）。對胎兒進行手術一直是一個巨大的挑戰，因為包裹他們的胎膜特別脆弱，難以縫合。但是在貽貝膠水的幫助下，手術就容易多了。貽貝膠水在潮濕環境中依然能發揮它的粘著力，也不會引發難以解決的免疫反應（更多閱讀：Mussel Glue Could Help Repair Birth Defects）。

防水膠水還能協助治療動脈板塊。在治療斑塊造成的血管狹窄時，醫生常會通過球囊和支架來擴張血管，支架還會包裹上抑制血管內皮增生的藥物。不過當它們被安置到位時，釋放出的藥物至少有95%都會被血流沖走。而采用特殊的生物膠水把藥物“粘住”，就可以大大減少藥物的浪費，并延長支架的使用時間。

赫伯特?韋特實驗室的研究者們不僅在貽貝的啟發下發明了好幾種“貽貝膠水”，他們還開發出了一種富含鄰苯二酚、能夠自愈的聚合物。它的潛在應用包括制造人工膝蓋和髖關節，這樣幾乎不需要額外的手術就能維持正常。

貽貝膠水還有另外一個可能的應用，不過這就有點違反直覺了。

現代海運行業面臨的一大問題是，他們的船體上會附著越來越多的不速之客，包括貽貝、海藻、藤壺和其他有殼生物。這一現象被稱為“生物淤積”，它會增加阻力，讓油費飆升。過去人們常使用有毒化合物（三丁基錫，TBT）來防止淤積，但是如果有毒物質進入環境，就會帶來嚴重的生態問題，所以現在全世界都禁止使用這種物質。

而生物膠水給我們指出了另一條解決之道。我們或許可以用它把其他危害性較小的抗淤積物質緊緊粘在船體底部，由此就能避免造成環境污染。現在，科學家們已經揭開了貽貝的粘著之謎，或許我們可以反過頭來，利用防水膠水來防止貽貝粘著了。 （編輯：窗敲雨）

編譯來源

Chemistry World-Mussel adhesive proteins