20世纪的科学怪杰：鲍林(99)

九九

　　克里克和沃森在1950年秋天第一次尝试解决DNA的结构问题，这方面的情况已有许多报道，其中记述最为引人入胜的当算沃森本人撰写的《双螺旋》一书。用一句话即可概括：他们的尝试时间不长，并且以失败告终。他们采用了鲍林的研究方法，花了几个星期设想了一个三螺旋模型。这三个螺旋相互缠绕，中心是磷酸。这一模型与密度数据似乎是吻合的，Ｘ射线数据与每一个分子中有两到四条链组成的情况相容，因此，这就解决了一个理论问题。

　　如果DNA是遗传物质，那么它就会对机体传送某些具体的信息；因而就需要有一种语言，借助于某种方式将有关信息翻译为生成蛋白质的指令。当时，人们已经清楚，糖和磷酸是形成简单循环的组件，它们在DNA螺旋的方向上是不变的。碱基则是可变成分，碱基变了，但Ｘ光的图形显示出一种循环的晶体结构；螺旋的核心——结构中形成循环的部分——一定包含着循环的次级结构，也就是糖和磷酸，碱基向外伸展，就不会产生阻碍。换句话说，DNA与阿尔法螺旋相像。沃森和克里克的设想与鲍林的思路是很相像的。

　　问题在于说明如何将磷酸安置在中央，而一般认为正常的pH带有负电荷。这些位于核心的负电荷相互排斥，结构就会爆裂。他们设想的三螺旋尽管看上去非常精美，而且又与有关数据那么吻合，克里克和沃森想到，在核心部分一定有一个地方存在正离子来抵消这些负电荷。他们找来了一本《化学键的本质》，查看有没有无机离子满足他们的需要。他们发现锰和钙都满足要求。没有证据表明存在着这两种元素的正离子，然而也没有证据表明它们不存在。他们毕竟是仿照鲍林认真思考的，鲍林在这种情况下肯定也会这样做：首先设想出结构，然后再考虑一些次要的细节。

　　这两个年轻人，如此快就攻克了这一难题，感到非常得意。他们邀请威尔金斯和富兰克林来卡文迪什观看他们的胜利成果。富兰克林随手就将邀请信撕成了碎片。问题不仅在于假定分子呈螺旋状——富兰克林根本就不相信Ｘ射线的资料能证明这点一而且还在了他们竟然想得出螺旋中央会有正离子凝聚在一起。她指出，在细胞核中，锰或其他离子无疑被水分子包围着，因而是中性的，不可能将磷酸黏结在一起。况且，水是非常重要的。富兰克林还指出，克里克和沃森一定是将某些数据搞错了。按照她的看法，DNA是一种非常干渴的分子，其中的含水量要比他们两人的模型所允许的数量多10倍。她从这种分子吸水的能力看出，磷酸应位于分子的外侧，积蓄在薄薄的水层中。水容量不台，说明克里克和沃森计算出来的密度不准确。

　　后来的事实证明，富兰克林是正确的。两个年轻人试图说服威尔金斯和富兰克林与他们合作，再进行一次试验，但这一要求被他们顶了回来。这一失败的消息传到布拉格的耳朵里，他很快就将克里克调回到蛋白质课题组，沃森则被调到了与他的知识基础更加相称的地方，也就是对烟草花叶病病毒进行晶体衍射图研究。

　　但是，这两个人，尤其是沃森，并没有停止对核酸的思考。在鲍林的记忆中，沃森热衷于DNA“简直到了疯狂的地步”，在这个问题上是决不会就此罢休的。他和克里克两人开始在暗地里作秘密研究，选择在办公室或者一家当地的酒巴里悄悄地交谈。他们得到的模型可能不正确，但他们确信自己的研究方法没有错。也许，他们需要的只是更多一些化学方面的知识。1951年圣诞节，克里克将一本《化学键的本质》作为给沃森的礼物。“在鲍林这本经典著作中的某一个地方，”沃森回忆道，“我希望能找到真正秘密之所在。”

　　§盘绕状线圈

　　鲍林在法国参加了几次会议以后，就急急忙忙地前往英国，希望把由于护照风波损失的时间补回来。1952年吕月，他先后访问了英国的几个蛋白质研究的中心，和批评他的一些人交换意见，并且回答他们提出的问题。此时，人们又找到了一些新的证据，进一步表明阿尔法螺旋是许多种天然蛋白质的重要构件，其中也包括球蛋白。此外，片层结构也得到证实。鲍林认为，阿尔法螺旋的理论已得到证明，因此，他开始把注意力转到一些新的想法上，思考着他的结构怎样才能弯过转角并折叠到自身，使球蛋白变成了包装紧密的球形。

　　他发现英国人也乐于接受他的阿尔法螺旋，因为他们从自己的研究中也得到了有关的证据。“我想，通过这一途径，我总算弥补了5月份自己不能出席皇家学会会议造成的后果——不管怎么说，对于我本人来说，这些人中已有一些人当着我的面，明确地表示，他们对我们设想的蛋白质结构的正确性持怀疑的态度，”鲍林在给阿尼·泰赛列斯的信中这样写道。明确地表示出来的怀疑，就可以给予明确的答复。鲍林在一些问题上，尽力向英国人作了进一步论证；而在另一些问题上，他也修改和完善了自己的想法。

　　在访问卡文迪什期间，鲍林又结识了许多年轻的学者，特别是与克里克的会见，使他很高兴。自从被调离DNA的研究课题后，克里克的大部分时间都花在一个研究项目上。这个项目是布拉格的研究组读了鲍林的蛋白质论文后开始立项的，目的是寻找一个数学公式来预测螺旋衍射Ｘ光的方式。1952年春天，克里克和两位同事联名发表了一篇论文，提供了进行数学处理应当遵循的具体步骤。这是克里克第一个重要的科研成果，后来被证明是非常有用的。在发表这篇论文前，他就自豪地向鲍林寄去了一份复印件。接下来，他又开始思考怎样用这一公式来解释5.1埃这个反射数据，这也是鲍林的阿尔法螺旋理论中没有触及的一个缺口。

　　克里克希望到加州理工学院从事博士后研究。他和鲍林同乘一辆轿车在剑桥兜风时，无意中提起有没有这种可能性。此时此刻，一向是口若悬河的克里克，竟然一下子结结巴巴起来了。他思绪万千，心头充满了复杂的情感，其中一半是敬畏——此时此地，一个普普通通的研究生，坐在他认为是世界上最有名的科学家身边——另一半则是惶恐。DNA不是合适的话题；说穿了，他已被人认为不宜作这一方面的研究，然而，他创造了一种新的理论，这种理论可以用来解释鲍林的阿尔法螺旋为什么得不到5.1埃这个反射数据，这个数据在大多数天然物质中都可以观察到。他知道，鲍林也在思考着这一个问题，因此，他不想对客人透露太多的东西。

　　不过，在另一方面，他又非常希望给客人留下一个好印象。其实，他用不到这么担心，鲍林早就把心思盯在克里克身上了。鲍林主动提出了邀请，希望他去加州理工学院与他一起工作一年。克里克心里一热，对自己更有信心了，他问道：“您有没有想过，各个阿尔法螺旋有可能相互盘绕在一起呢？”鲍林曾经为蛋白质的更高级结构考虑过多种可能的情况，其中有几种情况就涉及到各个螺旋相互缠绕的设想。他记得当时的回答是：“是的，我想到过。”然后就避开了这一话题。他想到，自己差不多已作好准备发表有关的想法，因此，他不打算与一个卡文迪什的学生分享这一成果，尽管这一学生是前途无量的。

　　但是，按照克里克的说法，鲍林那时并没有让人得到这样的印象，也即他曾经花了一点功夫研究过这一个问题。

　　＊＊＊

　　蛋白质在鲍林的头脑中仍然是优先考虑的课题。在他待在英国的一个月时间里，他很少想到DNA，甚至没有费一点心思去走访一下金斯学院，看一看威尔金斯和富兰克林拍摄到的身价日益提高的Ｘ光照片。后来他回忆起来说，这有两方面原因：一是他满脑子考虑的都是蛋白质；另一方面是他仍然认为，威尔金斯是不肯让他分享有关资料的。

　　这是一个历史性错误。富兰克林那时已经在DNA湿润纯净的伸展状态下拍到了层次分明的照片。一方面，这些图形清楚地显示了双重对称性——这就排除了三链结构的可能性；另一方面，从图形中可以看到一个螺旋交叉状反射的条纹。要是鲍林能看到这些照片就好了——他并没有理由认为富兰克林一定不让他看这些照片；事实上，在5月份科里来访时，她已经向科里介绍了她在这一方面的工作——要是鲍林能找到富兰克林谈一次，她是决不会羞羞答答的，一定会谈到在水含量及其对分子形式的影响这一个问题上她本人坚信不移的看法。要是鲍林能听到她在推翻克里克一沃森模型时所持的想法，他无疑会在实质上改变一下他后来所用的研究方法。退一万步说，要是鲍林去拜访富兰克林，他至少可以得到这样的印象：阿斯特贝里早先拍摄的照片，也就是他正在使用的照片，显示了两种分子形式混杂在一起的情况。

虚阁网(Xuges.com)