#話都給我講就好系列-171-20200408
疫情當頭，科學家實在有夠閒！（其實並不是）
會引起的嚴重特殊傳染性肺炎（a.k.a. 武漢肺炎）的新型冠狀病毒上面的棘蛋白（spike protein），被寫成音樂了，樂曲平和舒緩，令人心情舒暢，可以撫慰人心…拿病毒用來攻破人類細胞防線的棘蛋白來撫慰人心，有沒有搞錯啊？！
蛋白質是由20種胺基酸組成的長鍊分子，長度通常由百來個到數千個。由於是一維的排列，所以我們可以用20個字母代表20種胺基酸，然後用一串字母來代表蛋白質的胺基酸序列，例如新型冠狀病毒的棘蛋白序列長這個樣子：
MFIFLLFLTLTSGSDLDRCTTFDDVQAPNYTQHTSSMRGVYYPDEIFRSDTLYLTQDLFLPFYSNVTGFHTINHTFGNPVIPFKDGIYFAATEKSNVVRGWVFGSTMNNKSQSVIIINNS….（總長度1255個，後面的省略，反正看了等於白看）
棘蛋白就是冠狀病毒表面那圈「皇冠」，也是入侵人體細胞的鑰匙，如果它能跟人體細胞表面的特定蛋白質結合，就可以讓細胞把病毒「吞」進去，然後就感染成功了，所以棘蛋白是研究病毒傳染力的一個重要的部分。上面那串文字已經包含了很多棘蛋白關鍵的資料與特性，不過別說我們這種門外漢，專家也很難一眼就看穿它的奧妙。此外，蛋白質的性質跟它的結構有很密切的關係，每個長鏈狀的蛋白質分子，要是拉長成一直線，是完全沒有生化功能的，它們會因為自身以及與環境之間的作用力，「折疊」成一種特定的形狀。上述那種「字母串」的表示法，沒辦法表現蛋白質的結構，得要用「視覺化」（visualization）的方式來表示，就像圖三那樣。
用視覺化來表示蛋白質，當然分子結構一目瞭然，不過如果要進行比較細緻的比對（比如說跟蝙蝠身上帶的病毒有哪些相似或差別之處），不太容易交給電腦自動化大量比對。
MIT工學院的Markus J. Buehler教授，同時也是古典、電子與實驗音樂的作曲家，採用「聽覺化」（sonification）的策略，將棘蛋白的胺基酸序列中的「字母」轉換成音階中的音符，樂譜的雛形就有了，而且能夠完整表示胺基酸排列的完整序列，接下來是如何表現分子的立體結構呢？也不難，沿著胺基酸（音符）序列，把兩個胺基酸之間的扭轉夾角、所處的二級結構（蛋白質結構中有許多螺旋狀或是平面狀的局部結構）這些資訊，轉換成音符的長短、強弱，這樣一來，完整的樂譜就產生了，包含了胺基酸序列與分子的立體結構。
由於上述的「編曲」規則不只一種，所以同一個蛋白質理論上可以搬出幾乎無窮多種的「樂曲」，如果只是為了做序列與結構的比對，只要大家用同樣的編曲規則來編，然後把「樂譜」丟給電腦去做比對就好了。不過同時身為科學家與音樂家的Buehler教授可不能容忍這麼隨便的作法，他要求編出來的音樂還要「好聽」才行！其實這是個相當困難，而且其實對科學研究並沒有什麼用的工作。總之這段音樂就這樣被生出來了，大家欣賞一下吧！
樂曲長達兩小時，還滿適合拿來當唸書、工作用的背景音樂的…
什麼？跟物理無關？要解蛋白質結構要嘛用X光繞射，要嘛用核磁共振，怎麼會跟物理無關，超有關的好不好！
圖一：疫情期間，大家都在苦中作樂，墨西哥的音樂網站ETIC’S Live在臉書上貼了一張「冠狀病毒音樂節」的海報，演出團體有「肺炎」、「惡寒」、「呼吸困難」、「發燒」…（來源：ETIC’S Live臉書）
圖二：冠狀病毒構造，外面那圈就是棘蛋白（來源：維基百科）
圖三：棘蛋白的立體結構，由三個分子共同組成，可以看出有許多螺旋狀、平板狀的次級結構（來源：維基百科）
疫情當頭，科學家實在有夠閒！（其實並不是）會引起的嚴重特殊傳染性肺炎（a.k.a. 武漢肺炎）的新型冠狀病毒上面的棘蛋白（spike...