蛋白质的结构：多肽链的两种氢键螺旋构型
按化学键的规则去折叠一条蛋白质链，一种形状便自然浮现：α 螺旋。
在任何人清楚地看见蛋白质之前，莱纳斯·鲍林就已在脑海里把一条蛋白质链折叠了出来——所凭借的，不过是化学键的规则。
核心想法
蛋白质是一条条由氨基酸串成的长链，要工作，它们必须折叠成精确的形状。1951 年，鲍林与同事们问了一个大胆的问题：如果严格遵从化学早已知道的规则——每根键有多长、每个连接有多硬、那种叫氢键的微弱吸引能在哪里形成——这条链能折出哪些形状？答案几乎是被逼出来的。有一种格外利落的形状反复出现：一种右手性的盘绕，像一道旋转楼梯，他们称之为 α 螺旋。盘绕的每一圈，都由氢键缝向下一圈，这让它结实而能自我支撑。
它是如何诞生的
多年以前，鲍林就握有那条关键线索：两个氨基酸之间的连接——肽键——是平的、刚硬的，不能自由扭转，原因在于它的电子被共享的方式。罗伯特·科里在加州理工的实验室里测出了氨基酸的精确形状，物理学家赫尔曼·布兰森把几何细节一一算清，鲍林则去寻找那样的盘绕：其中每一根氢键都恰好笔直、长度恰好。
剑桥的一支竞争团队，前一年也搜寻过，却失败了，因为他们假定每一圈必须含整数个氨基酸。鲍林放下了这个假定——他的螺旋每圈约三个半——结构于是一下子嵌合到位。据说，他有一部分是在生病卧床时想出来的：用手折着一条画出来的纸链，直到那些键彼此相接。
它为何重要
这是头一回，有人正确地预言了蛋白质形状中的一块；而当马克斯·佩鲁茨恰好捕捉到 α 螺旋所要求的那道 X 射线信号时，它几乎是当即被证实了。它表明，生命分子的形状，是从朴素的化学里推出来的——它还开创了那套搭建模型的方法，仅仅两年之后，这套方法就破解了 DNA 的结构。
一个可以想象的画面
想象一道由纸环搭成的旋转楼梯，扶手上的某一点，正好落在它下方一圈对应点的正上方。再想象一些小磁铁，只有当两个纸环正正地上下叠齐、且相隔四级时，才会「咔」地吸住。要把楼梯搭得让每块磁铁都吸住，唯一的办法，是让每一圈约含三级半——不是三级，也不是四级。那些磁铁，就是氢键；那道彼此咔住的楼梯，就是 α 螺旋。一旦沿着全长拉合，它便能自己撑住自己的形状。
它的位置
鲍林的 α 螺旋，以及他那套搭建模型的风格，两年后直接塑造了 DNA 双螺旋（见 watson-crick-1953）；两者都是靠氢键维系的右手性盘绕。α 螺旋，是蛋白质形状那套字母表里的基本字母之一——而要预言一条氨基酸链如何把这些字母排布成一个完整的折叠，正是 AlphaFold（见 alphafold-2021）在七十年后终于解决的那个问题。