为什么世界上最臭的物质都和 VI A 族（氧族）元素有关？ 第1页

“为什么世界上最臭的物质都和 VI A 族（氧族）元素有关？”

这个问题很难回答，一是太大，二是目前对嗅觉的研究还不充分。希望这几年结构生物学、机器学习等领域的发展能把一些问题解决了，比如气味受体odorant receptors (ORs)的蛋白质结构目前还是未知的。因为新冠病毒影响嗅觉，出现了很多嗅觉障碍的案例，这个领域可能不久后会有重大突破。

简单写个讨论思路的话。

1，哺乳动物的存活取决于挥发性硫化物的超灵敏嗅觉检测^[1][2]。硫化物一般意味着氧气浓度低，食物腐臭，附近有肉食性动物（排泄物中有硫化物）出没，所以哺乳动物对硫化物的气味非常敏感，甚至为了提高灵敏度，阈值被压的非常低，硫化氢的浓度一旦很高，就可以麻痹嗅觉神经，导致“高浓度硫化氢没有味道”。这样使得硫化氢泄露事故非常危险，危险的另一个原因是之前的回答提过硫化氢造成的“闪电性死亡”。

2，生物进化过程中主要适应的是丰度较高的元素，顾及不到丰度低的元素比如硒和碲（它俩的丰度在同周期主族元素中都是最低的）。哺乳动物强化对硫化物的识别后，硒化物和碲化物与受体的相互作用更强，影响更大。对人体而言它们只是“更厉害的硫化物”，人感官上的判断就只是“更臭”的物质。

因为类似的原因导致有毒的微量元素很多，对于很多器官而言，镉就是亲硫的钙，铊就是亲硫的钾，铍就是没见过的小一号的钙镁。这些“冒牌货”被吸收之后不能发挥功能甚至会破坏蛋白结构，这是它们有毒的原因之一。

3，识别硫化物、硒化物和碲化物的气味受体结构相近，而且是以铜等重金属为核心的^[3]。这一点目前还没有X晶体衍射等关键性证据，只有间接证据。早期的Amoore等人提出的学说中，人对腐败味和刺激味的识别只靠电荷分布。2016年的一篇JACS通过实验确认OR2T11是对这些硫化物气味反应最强烈的感受器。并且发现铜和或银可以将此感受器对硫化物的嗅觉感知度放大一百到一千倍，而如果没有金属的协助，OR2T11对气味的反应极低^[1]。

到这里终于进入了分子的层次，可以通过讨论铜等金属和硫、硒、碲之间的相互作用强弱，不同取代基对硫、硒、碲原子亲核性的影响，来解释题主的问题。当然原因还有很多很多，这只是一个角度。

更多的细节请自行脑补。这个问题能深入到这个程度和一位研究了硫化物几十年的教授有关^[4][5]，感兴趣可以读一读他的文章，他也是上面这篇JACS的通讯作者之一。

补充说明：只是很多氧族元素化合物跻身最臭物质之列了，比如有机硫化物（乙硫醇、硫代丙酮），有机硒化物，碲化物……还有其他的元素，比如含氮的腐胺。

参考

1. ^^abSmelling Sulfur: Copper and Silver Regulate the Response of Human Odorant Receptor OR2T11 to Low-Molecular-Weight Thiols https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.6b06983
2. ^ https://biology.stackexchange.com/questions/60763/why-do-sulfur-compounds-smell#
3. ^The role of metals in mammalian olfaction of low molecular weight organosulfur compounds https://doi.org/10.1039/C7NP00016B
4. ^ https://www.albany.edu/chemistry/faculty/eric-block
5. ^ https://phys.org/news/2016-10-sulfur-rotten.html