按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页,按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页,按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部!
————未阅读完?加入书签已便下次继续阅读!
的关系(1845),并研究气体的扩散和液化合金钢的性质等。
②汤姆逊(Sir Joseph John Thomson,1856—1940),英国物理学家,曾任剑桥大学教授(1884—1918),三一学院院长(1918—1940),发现电子(1897)及同位素(1912),因气体导电研究获1906年诺贝尔物理学奖。
为了作好周五晚间的报告,鲍林仔细准备了所要求的恰好一小时的讲话内容。报告开始前是一次正式的晚宴。晚宴毕,鲍林被人带进电子化学之父、伟大的法拉第曾经待过的办公室。办公室布置得古色古香,保存完好。鲍林独自一人留在那里,为上台讲演最后清理一遍自己的思路。
一小时后,镇定自若的鲍林走进了装饰华丽的小礼堂。台下坐着的听众都是特邀而来的,男士一律系黑色领带,女士则一律穿毛皮大衣并佩戴珠宝首饰。鲍林回想了一下在俄勒冈农学院当学生时所学到的演讲术要点,深深吸了一口气,开始了下面的讲话:
当我注视一个生命机体——你们中的任何一个人或我自己——的时候,我发现了许多现象。这些现象提出了一系列需要回答的问题……皮肤是什么?指甲是什么?指甲是怎么生长的?我是怎么会有触觉的——神经的构造是怎样的?它是如何工作的?我是如何看见东西的?我是怎样闻到气味的,为什么苯和异辛烷的气味不一样?为什么糖是甜的,而醋是酸的?我血液中的血红蛋白是怎样把肺中的氧输送到组织中去的?我身体里的酶又是怎样将我吃进的食物分解、燃烧从而保持我的体温,并在我体内生成新的组织的?为什么接触病人会使自己患上感冒和肺炎,而通过服用某种特定抗血清或磺胺类药物又能使身体康复?为什么青霉素有这样神奇的治病功效?为什么我对麻疹、百日咳。脊髓灰质炎、天花具备免疫性,而有些人则不具备?最后还要问,为什么我的孩子长大成人后显示出我和他们的母亲的特征——这些特征是如何传送给他们的?
所有这些问题都不能从书本中找到现成的答案。虽然乔叟①这么说(①乔叟(Geoffrey Chaucer,1340—1400),英国诗人,用伦敦方言创作,使其成为英国的文学语言,代表作《坎特伯雷故事集》反映14世纪英国社会各阶层的生活面貌,体现了人文主义思想。)过,“在这古老的土地上/年复一年地生长出新的谷物/而在这古老的经典中/产生出人类学习的所有新科学,”但没隔多久,培根①纠正了他(①培根(Francis Bacon,1561—1626),英国哲学家,英语语言大师,英国唯物主义和实验科学的创始人,反对经院哲学,提出知识就是力量,主要著作有《论科学的价值和发展》。)的说法:“书本要服从科学,而不是相反。”
为了理解这些重大的生物学现象,我们必须弄懂原子以及由原子通过键力形成的分子。
鲍林把科学问题、日常生活实例和英国文学及科学巨人的语录结合起来讲述,开始就把听众的注意力牢牢吸引住了。接下去他就概括地介绍了他的互补性理论,并以此作为解释生物分子相互作用的基础。往常,星期五晚间讲座的报告人总是呆板地站在讲台后面照本宣读,而鲍林却是脱稿讲话,手中拿着粉笔,一边在主席台上来回走动,一边在黑板上勾画出抗体形状和酶作用的示意图。他让听众想象自己是身高等于地球到月亮的距离的巨人,引导大家了解蛋白质结构问题是生物学的中心问题。他的报告是一次无懈可击、一气呵成的出色表演,并取得了理想的效果。在鲍林演讲后的一次聚会上,帝国学院院长赫尔布鲁爵士作了这样的评价:“当我们听莱纳斯报告时,我们觉得是在聆听一位天才娓娓叙述自己的思维过程。”
卡文迪什实验室
在那天晚上听讲的人群中,有一位名叫劳伦斯·布拉格的杰出人物,他也是一位始终关注着蛋白质结构的物理学家。自从鲍林提出了一整套确定复杂的硅酸盐结构的规则后,鲍林就超过了市拉格。在随后的20年时间里,两人的职业生涯循着两条平行上升的轨迹向前发展。布拉格从30年代早期的心理挫折中重新崛起,变得比以往更加坚强。更有信心,他领导下的曼彻斯特X射线晶体学实验室成为世界上最具理论创造性的研究机构之一。1938年,他的努力终于得到了回报,他应召继承卢瑟福担任英国最大的物理研究中心——剑桥卡文迪什实验室的主任。三年后他被封为爵士。
到1948年,他已把卡文迪什实验室建成为世界上最先进的X射线晶体学研究中心。然而就在这一点上,他和鲍林的兴趣分道扬镳了。鲍林感兴趣的是X射线衍射的结果;而布拉格感兴趣的却是衍射的过程,他致力于改进设备,发展用于解释X射线衍射图形的数学技巧。卡文迪什实验室之所以闻名于世,就是由于布拉格的设备品种齐全,威力强大;由于他吸收的青年研究人员聪明能干;还由于布拉格本人对衍射理论的长年不懈的研究所取得的丰硕成果。至于对分子结构的研究,布拉格主要让下面的工作人员去做。他们的研究对象主要限于矿物。合金和小的有机分子。但是当布拉格刚到实验室时,那里有一个由奥地利出生的科学家佩鲁茨①导的小组也在从事血红蛋白的结构研究,这项工作被布拉格称为是“勇敢的尝试”。布拉格开始时对蛋白质结构研究不大感兴趣——他一直对生物学不甚了了,并认为蛋白质分子肯定过于庞大和复杂,以致无法用X射线衍射法进行研究——但是佩鲁茨是一个不知疲倦和充满信心的研究者,并且已有足够的研究成果能引起布拉格的兴趣,使他认识到蛋白质研究是对X射线学的一个挑战,是一类难度超越矿物质研究的课题。当鲍林来到英国的时候,布拉格已经为佩鲁茨和他的年轻同事肯德鲁以及另外两个助手争取到了足够的资助,这些人也已取得了一批重要的成果,揭示了很多种血红蛋白分子的大致结构。而且,在蛋白质研究中取得重要进展的研究小组在英国并非独此一家。在其他大学里,霍奇金②胰岛素的研究已进入第二个十年;伯纳尔和他的同事已经开始做裂解核糖核酸酶的工作。
①佩鲁茨(Max Ferdlnand Perutz,1914),奥地利出生的英国生物化学家,因对球形蛋白、特别是血红蛋白结构进行X射线衍射分析,与肯德鲁(J。C。Kendreu)共获1962年诺41尔化学奖。
②霍奇金(Dorathy Crowfoot Hodgkin,1910—),英国女化学家,与同事合作得到维生素B12第一张X射线衍射照片(1948),确定了维生素B12的原子排列,获1964年诺贝尔化学奖。
鲍林对英国人的工作了解得越多,就越感到担心:在争取成为世界上最先完整地确定蛋白质分子结构的人的竞赛中,他可能成为失败者。他解决蛋白质结构问题的方法是从下向上,即先仔细确定单个氨基酸和小肽分子的结构,然后在此基础上再拼装出大分子结构;而与此相反,英国人的方法却是从上而下,即分析完整蛋白质分了的X射线衍射图。鲍林曾经以为蛋白质分子太大,它们的X射线衍射图过于复杂,因此在可预见的将来,从上到下的研究方法不可能奏效。但是在与伯纳尔和霍奇金交谈之后,鲍林意识到,英国人正接近于攻克某些蛋白质分子的结构问题,这使他感到很大的压力。
在这样的情况下,他又一次考虑从理论上解决蛋白质的母体——角蛋白链的结构问题,这是他在1937年曾经尝试过的事。当时他试图构造一条与阿斯特贝里的X射线数据相匹配的蛋白质链,但没有成功。于是他怀疑自己关于氨基酸结构或键的想法是错误的。但这些年来的研究成果,包括科里所做的关于氨基酸的具体研究,都告诉他自己并没有错。分子尺度与他的假设大致吻合。他还曾预言,肽分子的键具有双键特征,两侧的原子固定在一个平面上,这一猜测也被科里关于二酮哌嗪的研究结果所证实。他当时其实已十分接近于成功,不可思议的是,他竟然没有坚持下去。
1948年春天,他重新研究这个问题,不过这一次采用了新的指导原则。在30年代,化学家曾提出长链淀粉分子具有像螺旋转梯那样的结构,鲍林早年的合作伙伴哈金斯(鲍林曾与他一起做过一些早期的研究工作,最后得出了肽键的平面性结论)曾从理论上论证这种螺旋结构也是蛋白质分子的主要结构形式。按照哈金