Displaying extended context for query match # 17,069 in text YL201504305
<< Prev Next >>
    
 

堆滿 了 硬 邦邦 的 透明 塑膠片 , 上面 標 了 一些 不 規則 的 黑色 曲線 , 看起來 就 好像 地理學家 的 等高線 ; 它們 是 血紅素 分子 切面 的 密度圖 。 房 裡 還 擺 了 一些 方便 挪動 的 圓凳 及 一 張 大 桌子 。 一 面 牆 上 懸掛 了 兩 張 照片 , 一 張 的 主題 是 一 尊 坐 著 的 雕像 , 肢體 細長 而 玲瓏 , 有形 有 款 , 典雅 神秘 ; 另 一 張 的 主題 則 是 一 條 扭曲 打結 、 看似 腸子 的 東西 , 標示 著 「 抹香鯨 肌紅素 , 一九五七年 」 。 兩 張 照片 的 相似性 令 人 莞爾 。 模型 都 擺在 桌子 上 。 它們 大 得 驚人 , 乍看 不 容易 認出來 ; 它們 正 是 令 人 感覺 房間 雜亂 的 源頭 。 我們 走向 其中 一 個 模型 , 和 其他 模型 一樣 , 建構 在 一 個 由 鋼條 圈出 形狀 的 立方體 框架 中 , 約 有 一百二十 公分 長 , 而 底板 是 未 上色 的 厚夾板 。 立方 體 內 、 夾板 上方 長出 一 堆 細 金屬棒 構成 的 叢林 , 還 有 幾 條 具 彈性 、 裹 著 塑膠皮 、 爬藤 般 穿梭 其 間 的 電線 , 有的 紅 , 有的 白 。 那些 金屬棒 只是 支撐 工具 。 觀看 這 種 模型 , 秘訣 在於 不要 去 看 那些 金屬棒 , 而是 把 注意力 集中 在 彩色 電線 的 引導 , 只不過 那些 金屬棒 幾乎 把 其他 東西 都 擋住 了 。 比魯茲 說 , 我們 面前 正 是 一 個 攜 氧 狀態 的 馬血紅素 分子 。 活 的 血紅素 分子 , 無論 是 人 或 馬的 , 都 是 由 五百七十四 個 胺基酸 組成 , 共有 四 條 鏈 , 包含 超過 一萬 個 原子 , 而 總分子量 約為 單 個 氫原子 的 六萬四千五百 倍 , 或是 單 個 氧原子 的 四千 倍 。 單單 運送 四 個 氧 分子 ( 每 個 氧 分子 由 兩 個 氧原子 組成 ) 就 需要 一 整 個 血紅素 分子 。 按照 這樣 的 比例 , 我們 每 吸 一 口 氣 , 每 個 紅血球 都 需要 具有 二億八千萬 個 血紅素 分子 , 而 每 一 品脫 ( 約 合 零點四七 公升 ) 血液 具有 一百六十兆 個 紅血球 細胞 。 細細 品味 原子 與 鍵結 之 妙比魯茲 拿起 一 根 教鞭 , 沿著 那些 彎彎曲曲 的 路徑 點出 模型 所 具有 的 四 條 鏈 , 其中 兩 條 相同 的 鏈 稱為 「 α鏈 」 , 另外 兩 條 相同 的 稱為 「 β鏈 」 。 這些 鏈 都 是 由 數千 根 又 短 又 直 的 銅絲卡接 而 成 , 全 都 以 特定 角度 、 按照 與 化學鍵 真實 比例 的 長度 接成 , 而 每 個 接口 , 即 各 個 銅線 相交處 , 則 是 主要 原子 的 位置 。 整個 圖樣 有 數百 個 位置 緊緊 夾 在 支撐 金屬棒 上 固定住 。 比魯茲 說 , 模型 中 的 紅 白 細線 其實 不 是 結構 的 一 部分 , 只 是 用來 協助 觀察 、 幫 我們 追蹤 α鏈 與 β鏈 的 走向 。 看 著 他 所 指 的 網狀 細線 , 我 覺得 更 像 一 叢 沒有 葉子 的 荊棘 , 沿著 鏈 有 數以百計 的 銅線 構成 的 刺 , 而 每 條 鏈 都 有 一 端 自由 突出去 , 那 光禿禿 的 尾巴 代表 胺基酸 伸出 氫原子 的 位置 。 「 不 像 平常 建構 模型 會 用 小球 與 輪輻 , 這裡 只有 輪輻 。 」 比魯茲 說 。 而 我們 也 可以 看出 為什麼 要 這樣 處理 , 只是 這樣 做 會 把 視覺 的 反差 降到 最 低 , 令 人 很 難 辨識 。 靠近 一點 看 , 荊棘 之間 還是 有 一些 葉片 。 一個個 的 胺基酸 , 一叢叢 的 銅線 , 藉由 特定 斜度 的 胜 ?
 
鍵 彼此 相連 , 上頭 還 掛 著 一些 小 標籤 。 晃 呀晃 的 小 標籤 上 盡 是 乏味 的 資料 , 像是 ARG40 或 PRO119 等 。 成人 血紅素 之 α鏈 及 β鏈 的 胺基酸 序列 ( 即 它們 的 初級 結構 , 指 的 是 一 維 的 線性 結構 ) 是 在 一九六一年 由 兩 個 不同 實驗室 獨立 做出來 的 , 比魯茲 說 一 個 在 慕尼黑 , 另 一 個 在 紐約 。 α鏈 具有 一百四十一 個 依序 固定 的 胺基酸 , β鏈 為 一百四十六 個 ; 這 兩 條 鏈 的 序列 很 相似 。 「 記錄 這些 序列 時 , 你 可以 在 彼此 間 發現 一些 差異 。 」 比魯茲 說 , 其中 最 大 的 差異 只 有 五 個 胺基酸 長 。 馬血紅素 這 兩 條 鏈 的 胺基酸 序列 解出 後 , 證明 其 長度 與 人類 血紅素 分子 的 對等 鏈 相同 , 序列 也 很 相似 , 例如 人 與 馬 的 α鏈 只 有 十七 處 胺基酸 不同 。 而 肯祖魯 所 解出 的 抹香鯨 肌紅素 單鏈 具有 一百五十三 個 胺基酸 , 看得出來 與 血紅素 相關 , 只是 關係 比較 遠 些 。 初級 結構 就 只 能 做到 這 個 程度 了 。 比魯茲 用 教鞭 沿著 模型 上 一 條 鏈 指出 一 段 距離 , 然後 又 指向 另 一 條 鏈 。 這些 就 是 α 螺旋 的 段落 , 兩 端 被 突兀 的 轉角 打斷 。 鮑林 第一 次 發表 α 螺旋 時 , 比魯茲 馬上 去 查看 自己 做 的 X 射線 圖樣 , 也 馬上 就 發現 了 證據 , 證明 血紅素 包含 有 好幾 個 α 螺旋 。 等到 肯祖魯 率先 解開 肌紅素 結構 , 從 牆 上 那 張 照片 中 的 「 腸子 」 , 即使 解析度 很 低 , 還是 看得見 一段段 α 螺旋 , 八 段 全 都 看得出來 。 α 螺旋 , 還 有 摺曲 平板 結構 , 一般 稱為 蛋白質 分子 的 二級 結構 。 三 級 結構 則 是 把 每 條 鏈 摺疊起來 , 藉由 橫向 交聯 和 特定 位置 胺基酸 的 側基 來 穩住 結構 。 最後 , 對 血紅素 來 說 , 它 的 四 條 鏈 會 組合成 包含 一模一樣 的 兩 半 , 兩 半 各 帶 一 個 α鏈 及 一 個 β鏈 , 然後 兩 半 再 組成 一 個 完整 的 分子 。 我們 眼前 這 個 模型 足以 展現出 這些 結構 , 只 有 氧合 狀態 的 少數 幾 個 原子 無法 顯示 。 在 解析度 相同 的 眾多 已 知 分子 結構 中 , 這 是 最 大 的 一 個 分子 ; 不過 比魯茲 也 馬上 指出 , 由於 血紅素 具有 結構 相等 的 兩 半 , 因此 這 個 問題 的 規模 並 未 超過 哈佛 的 李普斯寇姆 所 解出 的 消化 ?
 
。 我 開始 體會到 , 當 比魯茲 面對 他 的 這 個 模型 、 對 血紅素 結構 知道 得 這麼多 之後 , 一定 會 對 這 個 結構 無法 解釋 其 分子 功能 感到 困惑 不已 。 這 個 結構 長 得 錯綜複雜 , 它 造成 的 困惑 卻 是 很 基本 的 。 既然 血紅素 的 工作 只是 要 裝載 及 卸下 四