（转载 ）化学理论...和辩论（已搜索，无重复）
化学有理论吗? 当然有, 但数学和物理, 在化学中不过是工具吧量化计算, 分子模拟要用到很多数学和物理, 但很多计算的文章也
出现在J. Org. Chem. 等等期刊中, 计算与合成或波谱分析一样,
都只是用于研究的方法, 作为工具使用它们谈不上是"理论" 看过C&EN上最近的一场辩论, 深有所感, 我想这样的研究才算是理论研究
(Chem. Eng. News 2005, 83, 35) 本月的Acc. Chem. Res. 上的一篇文章, "Why enzymes are proficient
catalysts: beyond the Pauling paradigm" (X. Zhang; K. N. Houk,
Acc. Chem. Res. 2005, 38, 379) 这是Houk的第600篇文章(本期-June 6, 2005-的Angew又发表了他的第
601篇, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 3548), Houk是一位非常
受尊敬学者, 在量化领域做出了许多出色的工作. 文章的题目Pauling paradigm是Pauling在上个世纪40年代提出的关于
酶催化作用的描述: 酶在催化中起的作用是与反应物形成复合物, 作为
补充结构的作用, 但本身并不参予反应. (Nature 1948, 161, 707)
这是早期Pauling提出的关于酶催化的理论, 现在被称为paradigm. Houk的文章名用到beyond, 这篇综述文章只说了一件事情: 酶的高效能
的催化能力是因为他们通过形成共价键的方式降低了反应的能垒.
Pauling的原话中酶只起到降低能垒的作用, 本身不会参予反应. 而
这种能垒降低的能力也许是通过静电作用, 范德华作用, 疏水作用等等.
在这一paradigm的范畴内, 又有更多的关于酶催化的理论, 过渡态稳定
(TSS), 基态反稳定(RSD), ......可参读本文的intro.
共价键假设也解释了抗体的催化作用为何不高---它们不能形成共价键.
这篇文章也是在Houk对主-客体, 蛋白质-受体和蛋白质过渡态配合物
的一篇综述的基础上写成的(Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 4872) 另外两种催化机理, 借助质子转移的酸-碱催化, 和通过低能垒氢键(Low
barrier hydrogen bond, LBHB, 也有文章称为short strong hydrogen
bond, SSHB)的文章和争论也一直很多. 尤其是LBHB, Cleland和Frey等人
的正方(Science 1994, 264, 1887, Science 1994, 264, 1927)
以及Warshel等人的反方(Proteins, 2004, 55, 711)轰轰烈烈地辩论十年
了. 我读过的这方面的文章不啻百篇. 就在最近, Zhang和Houk的这篇文章无疑又在本不平静的湖面上投下了一
块大石. 上周的C & EN做了报道.
Houk的文章原来是投Nature的, 和编辑们强烈争辩后还是没能发表, 最后
发表到了ACR, 当然ACR的影响因子也高达15左右, 在化学中仅低于Chem. Rev. 支持者高度评价了这个Zhang-Houk hypothesis. 是的, 现在还只能说是
hypothesis/suggestion, 还不是paradigm. Schowen (酶领域大牛)认为
这个概念是全新的, 非常值得去检验; Truhlar (JACS计算方面的主编)
甚至说这个概念能改变许多人的观念, 以后的人在研究酶的催化时也会
要重新思考. 但反对者更多, Benkovic, Klinman说其实大家都早知道了,
只是没这样说罢; Wolfenden (他提出的Proficency, 在本文中多次提到,
Annu. Rev. Biochem. 2002, 71, 847)说这个假设并没有改变对酶催化
的看法, 有的酶反应中仍然是只通过氢键和静电起作用的; Warshel (投
稿最怕落入他手...)说这没什么新的, 而且文章怎么不提偶的静电预排
列理论呢 (PNAS 1996, 93, 13665), 通过这种理论也可以解释酶的高催
化效能, 并且在抗体中同样是不存在的嘛; Bruice更说这个假设的基础
都不对... 可以预计辩论会要进一步展开, 正反双方的文章也会不断地出现
理论的较力, 化学理论的魅力正在于此!
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