20世紀的科學怪傑：鮑林(99)

九九

　　克裡克和沃森在1950年秋天第一次嘗試解決DNA的結構問題，這方面的情況已有許多報道，其中記述最為引人入勝的當算沃森本人撰寫的《雙螺旋》一書。用一句話即可概括：他們的嘗試時間不長，並且以失敗告終。他們採用了鮑林的研究方法，花了幾個星期設想了一個三螺旋模型。這三個螺旋相互纏繞，中心是磷酸。這一模型與密度數據似乎是吻合的，Ｘ射線數據與每一個分子中有兩到四條鏈組成的情況相容，因此，這就解決了一個理論問題。

　　如果DNA是遺傳物質，那麼它就會對機體傳送某些具體的信息；因而就需要有一種語言，借助於某種方式將有關信息翻譯為生成蛋白質的指令。當時，人們已經清楚，糖和磷酸是形成簡單循環的組件，它們在DNA螺旋的方向上是不變的。堿基則是可變成分，堿基變了，但Ｘ光的圖形顯示出一種循環的晶體結構；螺旋的核心——結構中形成循環的部分——一定包含著循環的次級結構，也就是糖和磷酸，堿基向外伸展，就不會產生阻礙。換句話說，DNA與阿爾法螺旋相像。沃森和克裡克的設想與鮑林的思路是很相像的。

　　問題在於說明如何將磷酸安置在中央，而一般認為正常的pH帶有負電荷。這些位於核心的負電荷相互排斥，結構就會爆裂。他們設想的三螺旋儘管看上去非常精美，而且又與有關數據那麼吻合，克裡克和沃森想到，在核心部分一定有一個地方存在正離子來抵消這些負電荷。他們找來了一本《化學鍵的本質》，查看有沒有無機離子滿足他們的需要。他們發現錳和鈣都滿足要求。沒有證據表明存在著這兩種元素的正離子，然而也沒有證據表明它們不存在。他們畢竟是仿照鮑林認真思考的，鮑林在這種情況下肯定也會這樣做：首先設想出結構，然後再考慮一些次要的細節。

　　這兩個年輕人，如此快就攻克了這一難題，感到非常得意。他們邀請威爾金斯和富蘭克林來卡文迪什觀看他們的勝利成果。富蘭克林隨手就將邀請信撕成了碎片。問題不僅在於假定分子呈螺旋狀——富蘭克林根本就不相信Ｘ射線的資料能證明這點一而且還在了他們竟然想得出螺旋中央會有正離子凝聚在一起。她指出，在細胞核中，錳或其他離子無疑被水分子包圍著，因而是中性的，不可能將磷酸黏結在一起。況且，水是非常重要的。富蘭克林還指出，克裡克和沃森一定是將某些數據搞錯了。按照她的看法，DNA是一種非常乾渴的分子，其中的含水量要比他們兩人的模型所允許的數量多10倍。她從這種分子吸水的能力看出，磷酸應位於分子的外側，積蓄在薄薄的水層中。水容量不台，說明克裡克和沃森計算出來的密度不準確。

　　後來的事實證明，富蘭克林是正確的。兩個年輕人試圖說服威爾金斯和富蘭克林與他們合作，再進行一次試驗，但這一要求被他們頂了回來。這一失敗的消息傳到布拉格的耳朵裡，他很快就將克裡克調回到蛋白質課題組，沃森則被調到了與他的知識基礎更加相稱的地方，也就是對煙草花葉病病毒進行晶體衍射圖研究。

　　但是，這兩個人，尤其是沃森，並沒有停止對核酸的思考。在鮑林的記憶中，沃森熱衷於DNA「簡直到了瘋狂的地步」，在這個問題上是決不會就此罷休的。他和克裡克兩人開始在暗地裡作秘密研究，選擇在辦公室或者一家當地的酒巴裡悄悄地交談。他們得到的模型可能不正確，但他們確信自己的研究方法沒有錯。也許，他們需要的只是更多一些化學方面的知識。1951年聖誕節，克裡克將一本《化學鍵的本質》作為給沃森的禮物。「在鮑林這本經典著作中的某一個地方，」沃森回憶道，「我希望能找到真正秘密之所在。」

　　§盤繞狀線圈

　　鮑林在法國參加了幾次會議以後，就急急忙忙地前往英國，希望把由於護照風波損失的時間補回來。1952年呂月，他先後訪問了英國的幾個蛋白質研究的中心，和批評他的一些人交換意見，並且回答他們提出的問題。此時，人們又找到了一些新的證據，進一步表明阿爾法螺旋是許多種天然蛋白質的重要構件，其中也包括球蛋白。此外，片層結構也得到證實。鮑林認為，阿爾法螺旋的理論已得到證明，因此，他開始把注意力轉到一些新的想法上，思考著他的結構怎樣才能彎過轉角並折疊到自身，使球蛋白變成了包裝緊密的球形。

　　他發現英國人也樂於接受他的阿爾法螺旋，因為他們從自己的研究中也得到了有關的證據。「我想，通過這一途徑，我總算彌補了5月份自己不能出席皇家學會會議造成的後果——不管怎麼說，對於我本人來說，這些人中已有一些人當著我的面，明確地表示，他們對我們設想的蛋白質結構的正確性持懷疑的態度，」鮑林在給阿尼·泰賽列斯的信中這樣寫道。明確地表示出來的懷疑，就可以給予明確的答覆。鮑林在一些問題上，盡力向英國人作了進一步論證；而在另一些問題上，他也修改和完善了自己的想法。

　　在訪問卡文迪什期間，鮑林又結識了許多年輕的學者，特別是與克裡克的會見，使他很高興。自從被調離DNA的研究課題後，克裡克的大部分時間都花在一個研究項目上。這個項目是布拉格的研究組讀了鮑林的蛋白質論文後開始立項的，目的是尋找一個數學公式來預測螺旋衍射Ｘ光的方式。1952年春天，克裡克和兩位同事聯名發表了一篇論文，提供了進行數學處理應當遵循的具體步驟。這是克裡克第一個重要的科研成果，後來被證明是非常有用的。在發表這篇論文前，他就自豪地向鮑林寄去了一份複印件。接下來，他又開始思考怎樣用這一公式來解釋5.1埃這個反射數據，這也是鮑林的阿爾法螺旋理論中沒有觸及的一個缺口。

　　克裡克希望到加州理工學院從事博士後研究。他和鮑林同乘一輛轎車在劍橋兜風時，無意中提起有沒有這種可能性。此時此刻，一向是口若懸河的克裡克，竟然一下子結結巴巴起來了。他思緒萬千，心頭充滿了複雜的情感，其中一半是敬畏——此時此地，一個普普通通的研究生，坐在他認為是世界上最有名的科學家身邊——另一半則是惶恐。DNA不是合適的話題；說穿了，他已被人認為不宜作這一方面的研究，然而，他創造了一種新的理論，這種理論可以用來解釋鮑林的阿爾法螺旋為什麼得不到5.1埃這個反射數據，這個數據在大多數天然物質中都可以觀察到。他知道，鮑林也在思考著這一個問題，因此，他不想對客人透露太多的東西。

　　不過，在另一方面，他又非常希望給客人留下一個好印象。其實，他用不到這麼擔心，鮑林早就把心思盯在克裡克身上了。鮑林主動提出了邀請，希望他去加州理工學院與他一起工作一年。克裡克心裡一熱，對自己更有信心了，他問道：「您有沒有想過，各個阿爾法螺旋有可能相互盤繞在一起呢？」鮑林曾經為蛋白質的更高級結構考慮過多種可能的情況，其中有幾種情況就涉及到各個螺旋相互纏繞的設想。他記得當時的回答是：「是的，我想到過。」然後就避開了這一話題。他想到，自己差不多已作好準備發表有關的想法，因此，他不打算與一個卡文迪什的學生分享這一成果，儘管這一學生是前途無量的。

　　但是，按照克裡克的說法，鮑林那時並沒有讓人得到這樣的印象，也即他曾經花了一點功夫研究過這一個問題。

　　＊＊＊

　　蛋白質在鮑林的頭腦中仍然是優先考慮的課題。在他待在英國的一個月時間裡，他很少想到DNA，甚至沒有費一點心思去走訪一下金斯學院，看一看威爾金斯和富蘭克林拍攝到的身價日益提高的Ｘ光照片。後來他回憶起來說，這有兩方面原因：一是他滿腦子考慮的都是蛋白質；另一方面是他仍然認為，威爾金斯是不肯讓他分享有關資料的。

　　這是一個歷史性錯誤。富蘭克林那時已經在DNA濕潤純淨的伸展狀態下拍到了層次分明的照片。一方面，這些圖形清楚地顯示了雙重對稱性——這就排除了三鏈結構的可能性；另一方面，從圖形中可以看到一個螺旋交叉狀反射的條紋。要是鮑林能看到這些照片就好了——他並沒有理由認為富蘭克林一定不讓他看這些照片；事實上，在5月份科裡來訪時，她已經向科裡介紹了她在這一方面的工作——要是鮑林能找到富蘭克林談一次，她是決不會羞羞答答的，一定會談到在水含量及其對分子形式的影響這一個問題上她本人堅信不移的看法。要是鮑林能聽到她在推翻克裡克一沃森模型時所持的想法，他無疑會在實質上改變一下他後來所用的研究方法。退一萬步說，要是鮑林去拜訪富蘭克林，他至少可以得到這樣的印象：阿斯特貝裡早先拍攝的照片，也就是他正在使用的照片，顯示了兩種分子形式混雜在一起的情況。

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