蛋白質的結構：多肽鏈的兩種氫鍵螺旋構型
按化學鍵的規則去摺疊一條蛋白質鏈，一種形狀便自然浮現：α 螺旋。
在任何人清楚地看見蛋白質之前，萊納斯·鮑林就已在腦海裡把一條蛋白質鏈摺疊了出來——所憑藉的，不過是化學鍵的規則。
核心想法
蛋白質是一條條由胺基酸串成的長鏈，要工作，它們必須摺疊成精確的形狀。1951 年，鮑林與同事們問了一個大膽的問題：如果嚴格遵從化學早已知道的規則——每根鍵有多長、每個連接有多硬、那種叫氫鍵的微弱吸引能在哪裡形成——這條鏈能摺出哪些形狀？答案幾乎是被逼出來的。有一種格外利落的形狀反覆出現：一種右手性的盤繞，像一道旋轉樓梯，他們稱之為 α 螺旋。盤繞的每一圈，都由氫鍵縫向下一圈，這讓它結實而能自我支撐。
它是如何誕生的
多年以前，鮑林就握有那條關鍵線索：兩個胺基酸之間的連接——肽鍵——是平的、剛硬的，不能自由扭轉，原因在於它的電子被共享的方式。羅伯特·科里在加州理工的實驗室裡測出了胺基酸的精確形狀，物理學家赫爾曼·布蘭森把幾何細節一一算清，鮑林則去尋找那樣的盤繞：其中每一根氫鍵都恰好筆直、長度恰好。
劍橋的一支競爭團隊，前一年也搜尋過，卻失敗了，因為他們假定每一圈必須含整數個胺基酸。鮑林放下了這個假定——他的螺旋每圈約三個半——結構於是一下子嵌合到位。據說，他有一部分是在生病臥床時想出來的：用手摺著一條畫出來的紙鏈，直到那些鍵彼此相接。
它為何重要
這是頭一回，有人正確地預言了蛋白質形狀中的一塊；而當馬克斯·佩魯茨恰好捕捉到 α 螺旋所要求的那道 X 射線信號時，它幾乎是當即被證實了。它表明，生命分子的形狀，是從樸素的化學裡推出來的——它還開創了那套搭建模型的方法，僅僅兩年之後，這套方法就破解了 DNA 的結構。
一個可以想像的畫面
想像一道由紙環搭成的旋轉樓梯，扶手上的某一點，正好落在它下方一圈對應點的正上方。再想像一些小磁鐵，只有當兩個紙環正正地上下疊齊、且相隔四級時，才會「咔」地吸住。要把樓梯搭得讓每塊磁鐵都吸住，唯一的辦法，是讓每一圈約含三級半——不是三級，也不是四級。那些磁鐵，就是氫鍵；那道彼此咔住的樓梯，就是 α 螺旋。一旦沿著全長拉合，它便能自己撐住自己的形狀。
它的位置
鮑林的 α 螺旋，以及他那套搭建模型的風格，兩年後直接塑造了 DNA 雙螺旋（見 watson-crick-1953）；兩者都是靠氫鍵維繫的右手性盤繞。α 螺旋，是蛋白質形狀那套字母表裡的基本字母之一——而要預言一條胺基酸鏈如何把這些字母排佈成一個完整的摺疊，正是 AlphaFold（見 alphafold-2021）在七十年後終於解決的那個問題。