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個 變異 的 胺基酸 。 「 關於 某 個 異常 血紅素 具有 新 的 末端 原子團 那 個 故事 , 到底 是 怎麼 回 事 ? 」 事實 上 , 當時 根本 沒有 發生 過 這樣 的 事 。 接下來 那 年 春天 , 克里克 就 說動 了 英格拉姆 接下 艾佛西 的 挑戰 。 尋找 能 破解 理論 的 關鍵 技術 想 把 桑格 那 套 解 蛋白質 序列 的 方法 , 應用 在 兩 個 差不多 完全 一樣 的 蛋白質 上 ( 例如 某 個 突變 酵素 及 其 野生型 ) , 就 當時 的 技術 程度 來 說 , 即使 可以 解決 這樣 大型 的 多 ?
, 恐怕 也 得 耗費 好幾 年 。 英格拉姆 想到 , 有 一 個 簡化 的 技術 或許 可以 辦到 。 他 和 克里克 第一 個 嘗試 的 是 溶菌 ?
, 它 是 一 種 酵素 , 液體狀 , 有點 像 黏液 或 蛋清 , 能夠 把 細菌 的 細胞膜 剝開 使 之 死亡 , 以 此 來 保護 動物體 。 溶菌 ?
的 化學 資料 當時 已經 研究 得 很 清楚 了 。 「 英格拉姆 和 我 花 了 一點 時間 觀察 各 種 鳥類 的 溶菌 ?
, 看看 能不能 找出 任何 一 項 胺基酸 序列 上 的 差異 , 」 克里克 告訴 我 , 「 我們 可是 觀察 了 好多 的 蛋 , 因為 溶菌 ?
很 容易 從 蛋 中 取得 , 差不多 有 一百 顆 蛋 , 來自 十 種 不同 母雞 , 可是 從 沒 發現 任何 差異 。 我們 用 的 是 很 粗略 的 篩檢法 。 我們 也 觀察 鴨子 的 溶菌 ?
、 松雞 的 溶菌 ?
、 珠雞 的 溶菌 ?
, 結果 很 容易 就 找出 它們 之間 的 差異 。 而且 那 段 期間 我 常常 每 天 早晨 跑去 實驗室 哭泣 , 實驗 助理 會 幫 我 準備 一 顆 洋 ?
, 我 就 瞪 著 它 , 開始 想 一些 悲傷 的 事 , 因為 那樣 真的 很 有 幫助 , 然後 我們 就 弄到 一些 眼淚 , 這樣 很 容易 就 證明 人類 溶菌 ?
與 雞溶菌 ?
不同 。 但是 我們 始終 沒有 在 兩 隻 母雞 的 溶菌 ?
之間 找到 差異 。 接下來 , 馬可士 ( 比魯茲 ) 就 給 了 佛農 ( 英格拉姆 ) 一些 鐮狀 細胞 的 血紅素 。 」 鐮狀 細胞 貧血 是 一 種 很 嚴重 的 疾病 , 有時 很 痛苦 , 而且 通常 會 致命 , 常常 出現 在 非洲人 或是 美國 黑人 族群 , 童年期 就 顯出 病徵 , 患者 紅血球 的 形狀 會 嚴重 扭曲 。 病人 的 紅血球 在 動脈 時 , 就 和 正常人 的 紅血球 一樣 , 都 是 圓胖 、 柔軟 、 中央 凹陷 的 碟子狀 , 可是 到 了 氧壓 很 低 的 靜脈 中 , 患者 的 紅血球 形狀 就 會 變長 , 變成 有點 像 彎彎 的 新月形 或是 鐮刀狀 , 該 病症 的 名稱 就是 這麼 來 的 。 變為 鐮刀型 的 紅血球 , 在 擠壓 通過 狹窄 的 組織 微血管 時 會 死傷 慘重 , 於是 患者 就 會 貧血 。 當 這 種 病 緊急 發作 時 , 僵硬 的 紅血球 細胞 沒法 通過 脾臟 , 於是 病童 的 脾臟 會 堵塞 , 以致 無法 行使 製造 抗體 這 項 重要 功能 , 結果 病童 很 容易 出現 嚴重 的 感染 。 鐮狀 細胞 貧血症 是 遺傳 而 來 的 , 美國 的 黑人 族群 差不多 每 一千 人 就 有 兩 人 罹患 此 症 。 事實 上 每 千 人 約 有 八 人 的 紅血球 可能 變成 鐮狀 , 但是 只有 在 氧 濃度 很 低 的 時候 才 會 發生 , 這 種 情形 稱為 帶有 「 鐮狀 細胞 特徵 」 ; 帶有 這 種 特徵 的 人 很 少 有 人 在乎 , 因為 他們 靜脈 內 只 有 一 小 部分 紅血球 是 鐮狀 的 。 看透 鐮狀 細胞 的 玄機 這 種 疾病 的 性質 最早 是 由 鮑林 發現 , 他 是 以 快 到 連 自己 都 驚訝 的 物理 直覺力 想到 的 。 一九四五年 初 , 鮑林 獲 任命為 一 個 委員會 成員 , 負責 評估 美國 政府 在 戰後 應該 進行 哪些 醫學 研究 。 在 委員會 報告 的 眾多 建議 中 , 有 一 項 是 設置 日後 的 美國 國家 衛生 研究院 。 一九四五年 二月 六日 , 鮑林 與 其他 委員 一起 在 紐約市 的 世紀 俱樂部 用 晚餐 , 他 在 二十五 年 後 寫道 : 其中 一 名 會員 凱索 ( William B. Castle , 1897 - 1990 ) 博士 , 描述 他 正在 進行 的 鐮狀 細胞 貧血症 研究 。 他 提到 患者 的 紅血球 在 靜脈 循環 中 會 變形 ( 成為 鐮刀狀 ) , 但是 進到 動脈 循環 中 又 會 回復 原狀 , 我 馬上 閃過 一 個 想法 , 這 種 鐮狀 細胞 貧血 是 一 種 分子 疾病 , 與 某 突變 基因 造成 血紅素 分子 異常 有關 。 我 立刻 想到 , 我 所 假設 存在 患者 紅血球 中 的 異常 血紅素 分子 , 表面 應該 具有 兩 個 能 互補 的 位置 , 使 分子 集結 成長 柱狀 , 彼此 間 藉由 凡得瓦力 互相 吸引 , 結果 造成 紅血球 變形 , 進而 顯出 病徵 。 一九七一年 春天 在 史丹佛 大學 , 鮑林 和 我 第一 次 見面 時 就 告訴 我 , 在 那 之前 其實 有 好幾 件 事 已經 讓 他 在 心 裡 做好 準備 , 方 能 迅即 地 做出 結論 : 鐮狀 細胞 貧血 「 必定 是 一 種 分子 疾病 , 是 一 種 血紅素 分子 疾病 。 」 當然 , 他 對 蛋白質 結構 感興趣 已經 好幾 年 了 , 知道 紅血球 裡 含有 血紅素 、 水 及 少量 其他 成分 ; 他 在 戰前 也 曾 研究 過 血紅素 的 結構 與 化學 特性 , 以及 它 對 氧 的 親和力 。 他 知道 在 不同 動物體 內 可以 找到 不同 的 血紅素 , 而且 可以 藉由 形成 的 結晶 形狀 及 在 其他 動物體 內 激起 的 免疫 反應 來 加以 區別 。 他 還 說 : 「 我 很 確定 , 這些 不同 種類 的 血紅素 分子 是 遺傳 控制 下 的 產物 。 」 一九四○年代 , 他 曾經 嘗試 了 解 「 抗體 與 它們 所 攻擊 及 中和 的 物質 之間 的 交互作用 」 的 物理 化學 , 也 因 如此 , 「 我 一直 在 思考 微弱 的 分子 間 作用力 。 以 這 個 案例 來 說 , 則 是 介於 某 個 血紅素 分子 與 另 一 個 血紅素 分子 之間 。 所以 對 我 來 講 , 似乎 一下子 就 看清 了 全貌 。 」 鮑林 找來 學生 伊塔諾 ( Harvey Itano , __UNDEF__ 1920 - ) , 一 名 正在 修 博士 學位 的 醫師 , 請 他 證明 鐮狀 細胞 的 血紅素 與 正常 紅血球 血紅素 的 不同 。 當時 解決 這 個 問題 有 技術 上 的 困難 。 伊塔諾 先 從 最近 沒有 接受 輸血 的 患者 身 上 採取 血樣 , 也 從 帶有 鐮狀 細胞 特徵 的 非 患者 身 上 採取 血樣 , 當然 也 採集 了 正常人 的 血樣 。 他 將 這些 血樣 製備成 高濃度 的 血紅素 溶液 。
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