科普小品文
杂文十四并科学新观十七特别篇
本期为十二月第二期内容，属于年底搞大新闻系列，也很抱歉拖更。鲲鹏驹希望讲讲这么多年来的一个独特“爱好”：写作中文科学新观小品文的心路历程与一些相关小故事。很长时间以来，有很多人问起鲲鹏驹为何如此，既可以算善意提醒“耽误时间”，也可以算诘难质疑为“民科”。大多数时候鲲鹏驹都“笑而不答心自闲”，其实答案也很简单，有人喜欢钓鱼，有人喜欢徒步旅行，那么鲲鹏驹喜欢写写“科学小品文”。不过，“民科”也好，“书呆子”也罢，“知我者谓我心忧，不知我者谓我何求”，其中的曲折故事远不止如此。我相信今后一定还会有自己琢磨不透的好学者，希望看了本人的文章可以有些微不足道的顿悟，鲲鹏驹功德已然无量，以为记。
缘起
要说起来，鲲鹏驹当年高中时同时准备化学和生物的竞赛就“自学”过很多高校的教材。当时觉得人小认识不足，很多问题看不懂，时常自怨自艾。殊不知后面想来很多问题可能还真是各种教材没有说清楚、造成误解、甚至是疏漏错误。这也为鲲鹏驹后续的到处挑战权威“惹是生非”打下基础。当时鲲鹏驹就怀着“梦想”，什么时候自己来编写成书，一定把这些内容都阐述清楚。下文中提到的文章都有“科学新观”相关内容，点击链接可以看到，文末有彩蛋！
第一部分
我的第一次写作经历要从2012年说起。当时正值袁金颖老师高分子化学课程中要求写课程论文，并许诺如果写作内容不错可以进行投稿。考虑到我并未参与过相关高分子研究，故而选题结合基础有机化学的内容选择了Diels-Alder 反应为主题。当时是五一节，也是闲来无事，就坐在清华学堂一周内写作完成。接下来与袁金颖老师来回修改数次后即投稿，并有幸一个月内被《化学进展》接收。这也就让鲲鹏驹树立了信心，破除了“论文是不是很难发表”的无知与恐惧，并奠定了此兴趣后续不断发展的基础。
1. Diels-Alder 反应在构建特殊结构高分子中的应用，化学进展 2012, 24, 2342-2351.
之后2012年底，物理有机化学课程发现关于薁的芳香性的问题，传统教材都是将其作为一个典例，以十个电子可以分别视为带正电荷的七元环和带负电荷的五元环两个4n+2体系来进行解释。我思考类比于萘，主要是以不对称的σ-键取消位阻氢原子而保证共片面性是其芳香性产生的主要原因。在和邓耿同学探讨后我们有提出了一些其他驳论点与立论点，并合作通宵写作完成，最终在席婵娟老师指导下，很快被顺利接收。本文鲲鹏驹个人认为是非常有意义的，不仅在后面被席婵娟老师和邓耿同学的巨著《物理有机化学：结构与原理》收录，在和美国的研究生同学说起也得到了广泛的认同。其实投稿《大学化学》现在看来应该是“低”了，说不定写成英文稿投稿《Chemical Education》也是可以的。
（图片来自原文）
2. 薁及相关化合物芳香性的探讨，大学化学 2013, 28, 50-55.
2013年，鲲鹏驹在邱天同学的推荐下参加雷小平老师的药物化学课程。在提到经典的“磺胺类药物”的抑菌机制，传统理论“Wood-Fildes理论”认为是磺胺类药物类似于叶酸合成的中间体对氨基苯甲酸。不过，从过渡态原理上看这抑制剂的设计机制不太合理。故而，鲲鹏驹和冯天师同学探讨后重新进行了设计的分析，并提出：
“磺胺类药物产生抑菌作用更重要的原因可能是其本身在对应酶的催化下的代谢产物，对催化下游反应的叶酰聚谷氨酸合成酶的直接抑制作用。”
冯天师同学同时以计算的手段进行了分子结合的能量计算，并证明了我们的部分猜想。有趣的是，该文一度由于语气语调过为高调而被审稿人苛责。最后在沙耀武老师的指导修改下成功被《中国科学C：生命科学》以研究性论文接收。老实说，这也让鲲鹏驹了解到，作为后辈作者不管自己觉得自我发现多么正确与重要，以一种谦虚谨慎的态度进行探讨与写作都是不坏的或有必要的。
3. 磺胺类化合物的抑菌机理新解，中国科学C：生命科学 2013, 43(9): 778-787.
第二部分
由于尝到了写作的乐趣，鲲鹏驹开始大量从课程中寻找灵感与启发。高等无机化学课程上，鲲鹏驹学习并了解到基于血红素-铁体系的金属酶在生物体系中的重要意义，以及金属-卟啉体系的广泛应用性。故而联合张艳同学对其中一个主要的有机合成化学上的应用进行了写作，即系统性讨论了血红素酶和单核非血红素酶模型化合物在机理研究上的近期进展。该综述型论文也很快被《化学进展》接收。同时，在写作过程中鲲鹏驹发现对于细胞色素C的载氧分子过程这一研究数十年的问题居然在教科书上还存在争议。故而又和张艳同学合作并在王晓青老师的指导下写作了一个教学型论文并投稿《大学化学》。在同年沙耀武老师的有机合成课程上与邱天同学畅想了高维穴醚的结构与应用，相关论文也投稿《大学化学》。
4. 金属酶中双氧活化的模型研究及应用，化学进展 2013, 25, 916-927.
5. 浅析对血红素氧合过程认识的几个争议，大学化学 2014, 29 (4), 83-88
6. 关于多维穴醚类似结构的构想，大学化学 2013, 28 (6): 75-79.
同样是在高分子课程上，鲲鹏驹基于类似的胡思乱想提出了另一种共聚反应分类的方法。值得一提的是，该文得到了数学系好基友车子良在函数上与作图上的协助，并很快被《高分子学报》这样的国内专业期刊接收。不仅如此，袁金颖老师后来还指导了我与邓耿同学关于机械力响应高分子体系的系统性调研。该论文本来准备结合邓耿同学物理有机化学与物理化学专长提出一些新的理论，并以英文稿投稿。但后面由于各种原因被耽搁，最终只是以《化学进展》草草收工，鲲鹏驹至今仍然深感遗憾。
7. 关于共聚反应的新分类，高分子学报，2014，1，76-81；
8. 机械力响应高分子体系的原理, 构建与应用. 化学进展 2014, 26 (07), 1160-1171
在与课程相关联的科学小品文写作的同时，鲲鹏驹于2011大二暑假进入刘磊老师实验室学习化学生物学，并进一步与化学生物学专业相结合，开始有的放矢地写作。2012年寒假回家，第一次写作了一篇相对专业的综述：以生物模拟转氨反应为代表介绍生物正交反应。也正是通过该文的写作，鲲鹏驹学习并了解了很多本领域的前沿知识，颇为受益。该综述型论文被国内专业杂志《有机化学》接收。此后，2013年中，鲲鹏驹调研发现国外化学生物学的最新研究进展，即对蛋白质磷酸化组氨酸的合成与应用研究。由于比较偏重生物学功能的分析，我们决定投稿国内专业期刊《生物化学与生物物理进展》。同样在李宜明师兄的指导下，鲲鹏驹写作了一个综述型论文并很快得以接收。本方向当时在国内还尚处“无人问津”的状态，鲲鹏驹也自诩为担当起将先进科学文化知识“引入国内”的重担。此后，直到2015年，鲲鹏驹还继续在中文期刊上综述最新研究进展，如多肽二级结构模拟物的结构设计，并在郑基深师兄的指导下写作相关综述并被《化学进展》接收。
（图片来自原文）
9. 生物模拟转氨反应在蛋白质修饰中的应用，有机化学 2013, 33, 1874-1883.
10. 磷酸化组氨酸研究进展，生物化学与生物物理进展 2014, 41, 413-424.
11. 聚酰胺类多肽二级结构模拟物的结构设计与性质分析. 化学进展 2016, 28 (9), 1328-1340
第三部分
2014年起，鲲鹏驹到美国攻读化学生物学PhD。读博的前两年需要上课，课程相对比较专业，不过也很好地拓展了知识并起到了答疑解惑的作用。其中，鲲鹏驹通过结合所学的知识与自己的反思，解决了长期存在的“难以理解铁-卟啉氧化还原酶体系催化机理”的问题，并写作了对应《化学教育》教学型论文。这里顺便提一下，当时《化学教育》才刚刚创刊，袁金颖老师作为编委会委员建议我进行投稿，也就是从那时起，《大学化学》与《化学教育》成为我的主要阵地。
12. 铁-卟啉氧化还原酶体系催化机理的新解. 化学教育 2016, 37 (12), 4-7.
之后，在相关的天然产物的生物合成（Natural Product Biosynthesis）课程中，鲲鹏驹颇收启发。结合金属酶与金属离子，显而易见的是生命体系的主要金属元素实际上几乎只有八种，钠、钾、镁、钙，锰、铁、铜、锌。故而，鲲鹏驹整理其中的信息的联系，尝试整理一些有趣的“巧合”以解释生命体系潜在的逻辑。该文和后来一篇来自UC Berkeley的Chang教授的综述内容神似（NatureChem. Biol. 2015, 111, 744-747），且从道理说，鲲鹏驹的文章发表在先。值得一提的是，该文得到了邱天同学的鼎力相助。当然，此后鲲鹏驹继续在研究生课程学习中发现灵感，写作了两个关于核酸和DNA的小品文。尤其是最近迅速发展的非天然碱基的原理与应用，可以说正在改变我们对自然界生物圈的认识。
（图片来自原文与Nature Chemical Biology杂志原文）
13. 生命体系中金属元素的作用机理与选择原理. 化学教育 2016, 37 (6), 1-6.
14. 基于核酸物理有机化学原理对化学致癌相关问题的分子机制刍议. 化学教育 2016, 37 (18), 1-9.
15. 从人造碱基重议天然碱基结构、性质与功能，生命的化学 2017，接收
读博的同时，鲲鹏驹开始在美国教课。说来惭愧，鲲鹏驹主要教授非化学专业的本科生有机化学实验课程。虽然这个看起来似乎是一个“难等大雅之堂”的事情，不过美国学校的有机化学实验课程在设计和实施上都和国内的有机化学实验课程有非常大的区别。其以兴趣为主要导向，每个实验都有明确的研究问题与意义，可以很快抓住学生们的兴趣与眼球。与国内的“XXX反应研究”和“YYY的制备”这种为了做而做的苍白设计形成鲜明对比。鲲鹏驹也将将一遍遍教书的烦恼与无奈化作写作的动力“变废为宝”，写作小品文一大堆。如投稿《大学化学》的“有机染料靛蓝的合成与应用”与其姊妹篇“偶氮类染料的合成与应用”，相关课题也和南开中学的化学张军老师合作进行。其中尤其值得一提的是《SN1溶剂解的动力学研究》一文，作为化学反应，我们关心的是“什么反应”、“什么机理”与“什么速率”三大问题。通常对有机化学反应，我们以“速率都很慢”而忽略之。但是对于1-氯苯乙烷的SN1溶剂解过程，却能较快发生，且关键问题是容易通过返滴定的方法在不需要知道初始浓度的情况下测量速率常数。这可以算是鲲鹏驹非常佩服的一个实验设计，值得有兴趣的小伙伴们观摩。
（图片来自原文）
16. 有机染料靛蓝的合成与应用. 大学化学 2016, 31 (4), 83-88
17. SN1溶剂解的动力学研究. 化学教育 2016, 37 (20), 73-77
18. 酯化反应之嗅觉探索，化学教育 2017，接收
19. 偶氮类染料的合成与应用，化学教育 2017，接收
正如前文提到，2014年时，席婵娟老师和邓耿同学正在筹划巨著《物理有机化学：结构与原理》。当时准备邀请鲲鹏驹写作其中一部分关于将物理有机化学原理应用于生物化学与化学生物学中。鲲鹏驹写作初稿后由于过为冗长和缺乏“物理有机化学”味道最后并未录用。不过这个写作过程也促进了鲲鹏驹对一些问题的思考甚至是反思。后续鲲鹏驹也将一些小篇章单独整理成文。例如，长久以来，基础教材都宣扬酶作为一种生物催化剂，符合催化剂的特点，包括反应后回归且不损耗等等粗浅乃至错误的观点。但是从现代酶学的角度看，人们已经系统性研究了酶对于反应在热力学、动力学与反应取向等各种方面的作用，并提出了“内平衡理论”等一系列研究成果。鲲鹏驹和邓耿同学合作写作相关小品文并投稿《生命的化学》。此外，辅因子也是一个值得一提的问题。教材上通常混用“辅酶”“辅基”与“辅因子”等词汇，且对很多问题诸如“辅因子是否参与催化过程”“辅因子在作用后是否恢复”等问题都缺乏清晰的答案。鲲鹏驹再次联合邓耿同学对此进行了系统性分析，并分三类统一讨论了辅因子的作用机制。可以说是所有小品文中“贡献”最为突出的一个。此外，鲲鹏驹和邓耿同学还在席婵娟老师的指导下系统性分析了羧基活化过程并从热力学与动力学两个角度分析了各种活化剂、催化剂的功效。该文章很快被《科学通报》接收，鲲鹏驹小品文发表期刊的“多样性”又得以拓宽。
（图片来自原文）
20. 基于辅因子化学本质及功能的分类与讨论. 大学化学 2016, 31 (4), 39-48.
21. 酶促反应中的化学平衡改变. 生命的化学 2015, 35 (5), 691-694.
22. 羧基活化转化的机理及其在化学与生物体系中的应用. 科学通报 2015, 60 (32), 3099-3105.
23. 有机物化学检验法的分析、讨论与应用. 化学教育 2017, 38 (6), 72-77.
第四部分
鲲鹏驹自己研究的方向是对于含有翻译后修饰蛋白质的合成化学问题。由于投稿较多，鲲鹏驹也通过化学教育的杨编辑联系上了副主编朱老师。在朱老师的鼓励下，鲲鹏驹也写作了一系列与研究直接相关的论文。
“近年来各种新型蛋白质赖氨酸翻译后修饰被逐渐发现。这些翻译后修饰在蛋白质组中广泛存在，且具有高度的结构多样性，并对染色体结构和基因表达具有重要的表观遗传调控作用。”
鲲鹏驹设计了一系列论文，从结构介绍引入，分门别类地讨论其中的几种主要的研究方法。这部分内容也得到了课题组内马新雨同学，合作者王田同学、李曼同学、程农壹同、郑艺同学学等的鼎力相助。相关论文还刚刚接收尚未刊出。可以留待明年继续评论。
24. 非天然氨基酸引入法制备含有新型赖氨酸翻译后修饰蛋白质，化学教育，2018, 接收
25. 蛋白质中新型赖氨酸翻译后修饰的结构简介，大学化学，2018, 接收
26. 生物正交反应法制备含有赖氨酸翻译后修饰类似物的蛋白质，大学化学，2018, 接收
此外，在科学研究中，鲲鹏驹还与其他合作者一起写作了几个专业性比较高的小品文。其中包括探讨串级质谱的计算过程，详细分析了肽段在二级质谱中可能的断裂模式与结构特性，并进一步以模型蛋白为例详细分析了串级质谱的图谱指认和峰的归属的基本原理与实用性方法。还有关于代谢工程中“碳流”问题的讨论。这两篇论文都得到了王鑫师兄的指导和建议。作为博后，他不仅给我实验与生活诸多帮助，自身还追求卓越，实在是吾辈之楷模。
27. 串级质谱应用于蛋白质科学研究的实例介绍. 化学教育 2017, 38 (12), 1-6.
28. 从碳代谢流角度新解代谢工程策略，中国科学C：生命科学 2017, 47(3), 262-270.
最后，还有一些长期以来有很多零零散散的一些思考也被鲲鹏驹一个不落下地总结成文。不得不又双叒叕提到邓耿同学的博闻强识。这里以“矿物学理论与实验知识引入基础无机化学教学的探讨”为例，鲲鹏驹受到一个美国的儿童玩具的启发，实现了长期以来将矿物学引入无机化学的执念。
“矿物学是与无机化学密不可分的兄弟学科之一。无机化学知识的一个重要来源就是人类对矿物的观察与研究,同时元素化学的基础研究也被广泛应用于矿物学。对于矿物的认识可以加深学生对于无机化学理论联系实际的感性和理性认识,并进一步熟悉相关元素的性质。”
（图片来自原文）
同时，详细讨论了例如“镧系收缩”这一长久存在的无机化学书籍讲不清楚的概念，以及相对论效应等高度无机化学问题。作为一种新型的尝试，这对于课程的改革可能有积极的作用。对于生物竞赛中长存的问题“杜南平衡”，鲲鹏驹也终于得以从物理化学的角度进行阐释。此外，这里要提到一个直系学妹梁妍钰，低两级的直系学妹一位，也是就我所认识的自发投稿《大学化学》的“同好”。在她的协助下，鲲鹏驹也浅析了“协同效应”这一长期在教科书与研究文献中出现的交叉学科词汇的深刻含义。
““一加一大于二”的现象。究其本质，协同效应源于多个事物之间的相互作用和内在联系。”
29. 浅析协同效应的理论模型与应用拓展. 大学化学 2017, 32 (2), 89-97
30. 将矿物学理论与实验知识引入基础无机化学教学的探讨. 大学化学 2017, 32 (6), 86-92
31. 离子-大分子半透膜扩散体系杜南平衡的建模计算与分析讨论，化学教育 2017，接收
后记:
在此，鲲鹏驹希望再次感谢其中提到的所以老师、师兄、同学们，如有疏漏还望见谅。还有一位土耳其好友Erol Can Vatansever，不仅仅是惊讶于他的Middlename居然是“Can”（当然土耳其语不是Can的意思），我和他经常开玩笑，“你一定是中文杂志上出现得最多的一个外国人名字”！
此外，鲲鹏驹通过这一兴趣爱好也算小有名气，封面图就用google中的搜索结果吧。鲲鹏驹也得到了各种杂志社关于“减免版面费”的政策性扶持。并荣幸地评为《化学教育》杂志的审稿人。最后，欢迎有兴趣的小伙伴们联系并与鲲鹏驹开展“长期战略合作”项目！
相关阅读：
《杂文十三：我们的玻璃心如何直面清华“特奖”的无形摧残》
《杂文十二：逝者已安息，生者当自强》
《杂文十一：混世小魔王别“被梦想”了》
《杂文十：希望多一点运气，那就再吃些兔子腿吧》
《杂文九：清华？宇宙第一名校可能更适合您》
《杂文四：洛杉矶早上三点方能成就下一个科比》；
《杂文一：DJ娑娜真是美极了！》。
《杂文转载三：别瞎操心了，特奖们不是绵羊》
科学新观十五《蛋白质中各类酰基化赖氨酸之特异性引入》
科学新观十四《翻译后修饰蛋白质的串级质谱简介与图谱解析》
科学新观十三《浅析有机物的化学检验》
科学新观九《蛋白质中双甲基化赖氨酸之特异性引入》
欢迎长按或扫描二维码关注“鲲鹏驹的奇思怪谈”！
