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    我們來討論蛋白質(zhì)如何裝配成最簡單的“生命”－病毒。病毒沒有細胞膜，細胞會分裂病毒不會。最為簡單的病毒結構可以看作是由外面裹著蛋白質(zhì)組裝體的一條DNA鏈（或RNA鏈）所構成。實驗的直接觀察可見病毒一般都具有很好的對稱性，常常是一個拼得非常好的正多面體。這就產(chǎn)生了一個問題：病毒的蛋白組裝體為什么那么青睞正多面體？最近有人指出，這等同于一個困擾了人類100多年的“湯姆森問題”，也就是在一個球面上放置剛性小球的能量最低的構型問題。一個熟悉的例子是C60，即足球烯，它的表面有20個六邊形，但必須還有12個反映缺陷的五邊形。出現(xiàn)五邊形的“缺陷”，蛋白在該處就會產(chǎn)生突起，但是這個突起只能在曲面的特定位置上，不能是任意的，球面上缺陷的數(shù)目也是固定的。所以，一方面一個折疊好的蛋白要裝配成一個病毒的時候想要盡量緊密；另一方面，具有固定形狀的蛋白必定是無法鋪滿一個球面，從而在特定的缺陷位置上產(chǎn)生突起而出現(xiàn)正多面體的病毒形狀。由此看來，大部分病毒組裝的時候與基因也沒有直接的關系，而是需要滿足一個簡單的物理要求，即所謂的湯姆森問題。

    現(xiàn)在，我們再來看一個不是球形的病毒的例子，煙草花葉病毒（TMV）。它是一個棒狀的病毒，長度約3000納米，直徑約180納米。它的一個奇異的行為是，在沒有RNA鏈存在時，折疊好的蛋白質(zhì)組裝成一系列看上去像“圓墊圈”樣的組裝體。若此時加入RNA鏈，則RNA鏈就自發(fā)地將這些“圓墊圈”串起來形成一根棒，棒的軸心上就是RNA鏈。而且，組裝好的棒（TMV）的長度非常均一，取決于RNA鏈的長度。大家知道病毒不能自己繁殖，它必須將另一個生命體作為宿主，并利用宿主中的原料來復制自己。這個組裝行為看來很特殊，但是其行為與一種分子叫環(huán)糊精的十分相像。環(huán)糊精看起來也很像個墊圈，中心是空的，它的外面有許多極性的羥基，喜歡和水在一起。但是，墊圈的中心確實疏水的，而且在沒有高分子鏈參與的情況下，這些環(huán)糊精分子基本是游離的。如果從中加入一些高分子鏈（如，PEG），那么高分子鏈就會把這些環(huán)糊精分子串起來而形成一根棒，而且棒的長度就和加入的高分子鏈的長度有關，與TMV非常相像。我們采用統(tǒng)計力學對它進行了非常完整的理論描述，依此可以計算它的組裝行為。同樣的理論很容易推廣到微管蛋白的組裝問題。所以，看來病毒組裝也并不是不可琢磨的事情。