第八十八章 物理学武术10（2/2）

该技术主要是通过共价键将起始氨基酸的羧基端固定于不溶性树脂载体，形成可延伸的链起点，随后以氨基端为反应位点，在自动化合成仪的精密控制下，循环执行活化氨基酸的偶联反应与保护基团的脱除步骤。每个循环通过交替进行偶联脱保护操作，逐步延伸多肽链长度，最终经纯化及体外折叠形成具有生物活性的功能蛋白质。

然而，传统的SPPS技术存在显著效率瓶颈。尽管自动化设备将单循环时间从26小时压缩至90分钟，但整体合成周期仍受多因素制约。

因为根据实验数据显示，合成时间与链长呈现非线性增长关系：10肽需23天，20肽需57天，50肽则长达23周。这种非线性效应源于长链合成过程中树脂载体空间位阻增大、反应位点可及性下降以及副反应概率提升等累积效应。

该技术另一固有局限在于长链合成能力。那就是当多肽链超过50个氨基酸残基时，树脂表面肽链密度过高会导致链间聚集，显著降低偶联效率。

尽管在1993年发展的自然化学连接法（NCL）通过肽硒酯替代策略实现了200肽以下的合成突破，但其前体多肽硫酯的制备需依赖BocSPPS工艺，而该工艺必须使用强腐蚀性氢氟酸（HF）。HF的剧烈反应条件导致糖基化、磷酸化等翻译后修饰基团难以稳定存在，严重限制了修饰多肽的合成可行性。

这迫使研究者需在链长延伸与修饰保持之间做出权衡，成为制约NCL技术普适性的关键瓶颈。

直至2021年10月30日，一碳生物合成蛋白质技术横空出世。该技术生产的产品中蛋白质含量高达85，且氨基酸组成与天然蛋白质相似，可包含数百个氨基酸残基。

其技术原理，主要是利用特定微生物（如产氨棒杆菌、甲烷氧化菌等）的代谢途径，在特定条件下将一氧化碳和氨转化为氨基酸，再通过微生物自身的蛋白质合成机制形成蛋白质。该技术原料来源广泛（如工业尾气），合成周期在特定条件下可缩短至22秒左右。

彗星目前所采用的合成技术，就是在此原有基础技术上改良而来的全新Proax版的合成技术。该技术能够将纯度提升至9989这一极高水平，且合成出的氨基酸组成与天然蛋白质几乎完全一致，成功实现了人工化学合成蛋白质领域从跟跑者到领跑者的划时代重大突破位置，堪称人工化学合成蛋白质领域的“超时空跃迁”。

……

在以前的生物化学领域，要想弄清楚一个蛋白质的三维结构，人们只能依靠一些较为落后的设备，如借助“冷冻电镜”“X射线晶体衍射仪”和“核磁共振波谱仪”等来找出蛋白质的三维结构。

这些传统的方法虽然挺实用的，但往往要投入大量时间和资源，通过反复实验和不断优化条件，才能最终确定蛋白质的三维结构。

而且，最主要的是，这些方法还存在一定的概率性——有时即便重复个上千次的实验，也有可能会一无所获，其结果的不确定性就如同蒙眼射靶一般；并且，还时常存在脱靶的概率，其难度自然不言而喻。

至于为什么一定要找出蛋白质的结构，用母亲给孩子们解释的话来说，“决定蛋白质性状和功能的，就是构成蛋白质的氨基酸序列和蛋白质最终折叠成的形状。”

以Y形蛋白为例，它是免疫系统在应对病毒和细菌入侵时产生的一种特殊蛋白质。若用形象的比喻来描述，它就像娃娃机里的夹子，能够精准地锁定并抓住这些入侵者。

虽然以前的诺贝尔化学奖得主“克里斯蒂安·安芬森”曾在1972年的体外实验中发现，只要一个蛋白质的序列不发生改变，并且一直处于同一个化学环境中（如适当的离子浓度、pH值和温度），那么它每次都能折叠出同样的三维结构。因此，蛋白质在空间中该如何折叠，这些信息其实都已经包含在了它的氨基酸序列中了。

简单来说，如果能知道一个蛋白质的氨基酸序列，理论上应该是可以准确地推测出它的三维结构的。

虽然他当时提出的这个“安芬森假说”在当时得到了生物化学领域广泛的认可，可是后来的生物化学领域却再次用实验证明了，这个假设在真实生物体内应用时会存在局限性。

因为在生物体实际应用的实验条件下，虽然能很容易测出一个蛋白质的氨基酸序列，但即使拿到了这个序列信息，却依旧无法仅凭细胞环境调控（如氧化还原状态波动、分子拥挤效应、伴侣蛋白的辅助作用等）准确推算出蛋白质的三维结构。

而在《造化弄人》里，彗星虽然没有使用以前传统的设备（如X射线晶体衍射仪、核磁共振波谱仪、冷冻电镜等）来解析蛋白质结构，但她却用上了号称微观世界“上帝之眼”且更为先进的“同步辐射光源站”中的“生物大分子晶体学线站”，并结合“超级量子计算机”等高科技设备，用来解析蛋白质的三维结构和预测蛋白质的折叠问题。