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,他从不认为他和坎贝尔进行的工作是失败的。五十年后,鲍林仍然坚持他的立场:“我们确实成功地制造出了抗体——尽管非常弱,但是仍具有特异性。”
为什么那些神奇的东西只在坎贝尔的烧瓶中出现呢?在放弃研制人造抗体多年之后,坎贝尔对自己的密友,理工学院生物系教授雷·欧文提出了一种解释。他说,一个过于积极的实验室助手为了得到老板们预期的结果,而对实验做了手脚。整个事件是由于“一些技术人员为了讨教授的欢心”而发生的。
在放弃了人造抗体的研究之后,鲍林得以重新将精力投入到更富有成果的其他免疫学研究领域。从1943年开始,他回到了对更为基本的问题的研究上,并与普莱斯曼和坎贝尔一起得出了一些实在的研究成果。在此之后的几年中,三人小组发表了二十多篇论文,对抗体二价性以及特定分子形状在抗体和抗原结合中的重要作用提出了有力的证据。他们比兰德施泰纳更为精确地设计了合成抗原,并运用新的定量技巧来测定抗原和抗体的反应。事实上,到了战争结束时,鲍林实验室就证明了抗体和抗原形状的互补性是其互相结合的根本原因。他们的成果支持并进一步发展了埃尔利希锁和钥匙的思想,确切地表明抗体和抗原就像分子拼图游戏一样彼此吻合着。
然而是什么力量使它们结合在一起的呢?在对打破抗体和抗原之间化学键所需的能量进行研究后,鲍林深信其中并未涉及强化学键——共价键或离子键。他的脑海中出现了一幅新的图像。鲍林小组比较了抗体和具有特定变异的抗原之间的反应,发现抗原上哪怕是一个原子的变化也会对键合的力量产生显著的影响。换句话说,这种吻合一定是极为精确的。
分子之间原子和原子的紧密接触产生了另一种附着力,也就是原子间的范德瓦尔斯引力。范德瓦尔斯引力得名于一位荷兰科学家,他研究了气体中这种力的作用,并证明它非常弱——相当于共价键的十分之一到百分之——而且没有针对性,几乎任何一对彼此接触的原子都会产生这种作用。弗里茨·伦敦在1930年用量子力学理论解释了这种现象,提出这是由于两个靠近的原子干扰了彼此的电子云造成的。鲍林在进行晶体衍射的研究时早已熟知这一种现象:共价键将两个碘原子紧密地结成一个分子,而范德瓦尔斯力则将这些分子联结成晶体。对抗体而言,相当重要的一点是,范德瓦尔斯力随距离的增加而呈几何级数递减,这样它只有在相当近的距离内才能产生作用。鲍林意识到,如果只有几个原子在一起,那么范德瓦尔斯力没有多少作用,但是如果像蛋白质这样的巨型分子的表面互相接触,那么总的范德瓦尔斯力就足以将两个分子结合在一起。假定范德瓦尔斯力是抗原一抗体作用的主要因素,也意味着如果使分子互相离开哪怕是一丁点儿——鲍林实验室发现,如果在一个抗原的表面制造一个凸起,使抗体和抗原之间的距离达到一个原子直径的几分之——就能显著地削弱它们之间结合的力量。如果这种不吻合的情况更为显著的话,抗原和抗体就会彼此脱离。
鲍林发现,由于存在这种微弱而又不确定的力,再考虑到某些氢键的作用以及极性相反的分子间相互吸引的作用,抗体和抗原的结合一定会具有非常特殊的形式。而且发生这种作用的根本原因是分子结构。精确、互补的形状是至关重要的因素。鲍林相信,至少在免疫学中,分子结构决定了生物特异性。
这项研究成果具有非凡的价值和重要性,使鲍林在遭受人造抗体的失败之后仍能在免疫学研究领域保持领先的地位。他关于形成抗体的直接模板理论继续受到人们广泛的承认。这一理论非常简明易懂,尽管存在一些缺陷,仍将在以后的十五年中成为抗体成形理论中最具影响力的理论。甚至那些在私下里批评鲍林的免疫学家也不得不承认;他给这一