在你的研究领域，你了解的最有趣的分子（molecule）是什么，为什么？

笑看风云

可以是蛋白质，化学小分子，大分子，纳米颗粒。。。请一定说明为什么有趣，可以是分子结构有趣，功能强大，或者巧妙的调控、组织方式。。。请避免一句话回答！
原文地址：https://www.zhihu.com/question/23275512

感恩由您

最有趣的分子当然要数胶原蛋白了。
胶原蛋白很好吃，不管是蹄筋猪手鱼皮等等直接烧了吃，还是化学提取出来（明胶）制成果冻布丁什么的。前者软糯嫩滑，后者弹性十足。
胶原蛋白也有很多用处，许多临床上正在使用的手术器械、药物输送媒介、人造皮肤、骨科材料，都用到胶原蛋。
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胶原蛋白存在于几乎所有动物体内，大约占人体中全部蛋白的30%。
人体各方面的强度，主要就是靠胶原蛋白提供的。骨骼、软骨、韧带的主要蛋白质组成就是胶原蛋白；皮肤、血管系统、眼球等等等等器官系统都依靠胶原蛋白维持强度。
人体内有几十种胶原蛋白，但是以一型胶原蛋白为主。
胶原蛋白分子属于大分子蛋白。
常说DNA是双螺旋结构，胶原蛋白还多一个螺旋是三螺旋结构。
（下图为一小段胶原蛋白的三螺旋结构）


绝大多数蛋白质都是球状结构，胶原蛋白是特殊的棍状结构，这是胶原蛋白非常牛逼的一个地方。
单个胶原蛋白分子长度大约280nm，直径只有1.5nm，就像一条细绳。尽管这样，在生理环境中，胶原蛋白也能保持这种棍状结构，不缩成一团。
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但是胶原蛋白的更牛逼的地方，在于它的二级结构。
一堆 280 x 1.5 x 1.5 nm 的蛋白质分子，形成水凝胶、果冻这种强度的结构是毫无压力的，但是想要提供骨骼韧带那样的强度是远远不够的。
胶原蛋白牛逼的地方，在于这堆 280 x 1.5 x 1.5 nm 的蛋白质分子，会自动组装成有序的大型（微米级）纤维结构。
换句话说，只要把胶原蛋白分子，就是前面提到的280nm长的细绳丢在在酸碱性适中（pH7-8）、温度适宜（30-37C）的生理溶液里，这些分子就会自动组装成类似大绳子（fibril）的高级结构。这些大绳子本身强度可以达到上百MPa，还可以通过吸收矿物质或者内部交联改变齐机械强度性质。


牛逼的是，这些形成大绳子的胶原蛋白分子，在大绳子中的排列是非常非常有序的。
这些大绳中的胶原蛋白的有序程度，甚至能形成如下的重复斑纹（D-banding）。


这些大绳直径可以达到几百纳米，长度可以达到几千微米，由千万上亿个胶原蛋白分子有序的组成。而这种秩序，仅仅只需要把胶原蛋白丢在一个普通的生理溶液里就能实现（当然要控制浓度温度等变量，这里不细谈）。
也许是我才疏学浅，但是我还不知道有任何其他一种胶原蛋白这么大的分子，可以这么简单的自动组装成如此有序并且高强度功能性的大型高级结构。

如果你还是不理解这有多牛逼，总之这是非常牛逼的一件事，基本上快有孙悟空那么牛逼。
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这些大绳子又是互相缠绕，有时无规律堆叠，最终成了人体的皮肤、骨骼、韧带等千变万化不同的强度。
如果你以为你是由细胞支撑着的，那真是naive。
你之所以没有塌掉成一摊稀巴烂的烂肉糊糊，全是胶原蛋白的功劳。
大概就是这样。

大力水手

我们生物学家给基因们起名字很有爱的。。。脑洞很大的。。。
比方说
1. TINMAN
也就是
Wizard of Oz里的铁皮人，这个基因/蛋白突变的老鼠胚胎木有心脏



2. SPOCK 和 VAN GOGH
在斑马鱼里，这两个基因突变会导致尖耳朵（star trek 里的）或者超级小的耳朵（梵高，切了自己的耳朵）。别问我斑马鱼耳朵怎么样，那图我也没看懂





3. CALLIPYGE
突变以后导致羊的屁屁很好看（捂脸），Callipyge就素屁屁很好看的意思（再次捂脸。。。），比方说像这具罗马大理石雕像Venus Callipyge（屁屁很好看的维纳斯。。。泥垢！！！）




（图中1，3就是CALLIPYGE突变的羊，又大又翘有木有）
4. DRACULA
显而易见啦，这个基因突变的斑马鱼怕光


5.  CHEAP DATE
这个基因突变的果蝇对酒精敏感，两滴就醉（很好灌醉拖回家有木有）
6. CABERNET, CHARDONNAY, AND RIESLING
葡萄的名字，这些葡萄的颜色不一样；（根据
James Sun意见将酒修改为葡萄）这些突变会印象斑马鱼的血红细胞




（Development 123, 311-319）
7. Methuselah and I’m Not Dead Yet
Methuselah是希伯来旧约《圣经》里活的最长的人，活了969年，I’m Not Dead Yet么就是“老子还没死”的意思。这两个突变导致果蝇活的特别长

8. Ken and Barbie
Ken and Barbie就是芭比和她男友了，有这个突变的果蝇，性腺发育不正常，被埋在体内了，导致看不见（估计也没用）。作者略毒舌啊

来源：
Mutant fruit fly names range from fun to disturbing18 Gene Names that Cover the Gamut, From Movies to Pop Culture to Cartoons

另，MAP kinase kinase kinase（MAPKKK）这种命名我在读书的时候也不能忍，但是在看到下图的时候，我就WTF了。。。这时候看看有几个K就马上能知道这个蛋白在信号通路里处于什么位置（MAPKKK就是MAPKK的上游啦，在上面就是MAPK啦），难道没有一种如沐春风的赶脚么！！！

同花顺

那些有趣的命名：
Penguinone，企鹅酮，结构式长得像企鹅，本名是3,4,4,5-tetramethylcyclohexa-2,5-dienone。



Pikachurin，皮卡丘素，2008年被日本发现并命名的一个视网膜蛋白，命名的灵感来自于，这个蛋白在photoreceptor ribbon synapse和the bipolar dendrites的精确结合中有重要作用，与皮卡丘快速的移动和惊人的电力有相似之处……


Maoecrystal，毛结晶？1994年一个中日研究从草药中分离出的化合物，人们怀疑是用老毛命的名，但他们没有明说。


Nonose，壬糖，含9个碳原子的糖分子。伏地魔看到这个名字会泪流满面。


Bicyclohexyl，双环己烷，不但名字像自行车，结构式更像，尤其加上异丙基和甲基侧链后。


那些下流的命名：
DAMN，diaminomaleonitrile二氨基马来腈的缩写，化学界可以这样装酷："Frankly my dear, I don't give a Diaminomaleonitrile..."


Arsole，砷唑，不仅读音，连结构都很传神。伴随着的是史上最经典的科研文章标题之一，德语翻译成英语就是：Studies on the Chemistry of the Arsoles. G. Markl and H. Hauptmann, J. Organomet. Chem., 248 (1983) 269.


Fucitol，由岩藻糖fucose而得名。1997年JBC上有一系列文章是关于fucose激酶的，也就是fucose kinase，而文章的日本作者却没有意识到“fuc-K”这个缩写的意义。后来缩写才被改为'FUK'，其实也差不多……


Welshite，一种矿物，是以美国矿物学家Wilfred R命名的。有些人喜欢它，有些人觉得它是“Well Shit”。


吐槽一下MAPK系列，只会用类似MAP kinase kinase kinase（MAPKKK）这样的命名，不由一声叹息，坐等MAPKKKKKKKKKKKKKKKKK的出现……

以上内容全部出自于以下链接，看完以后眼界大开，脑洞也大开：
List of chemical compounds with unusual nameshttp://www.chm.bris.ac.uk/sillymolecules/sillymols.htm

长长的路

硼烷。
先来一张硼单质。



这种硼单质拥有15种不同环境的硼原子，可以说是周期表中元素单质结构最复杂的例子（没有之一）。石墨、金刚石和富勒烯表示膝盖已烂。
下面说说硼的化合物。硼的化合物比它的单质还要奇妙。硼单质中结构最复杂，成键方式最独特的非硼烷莫属。硼烷，如其名，是硼原子与氢原子构成的化合物。由于硼的缺电子性，在成键时硼会采用千奇百怪的成键方法（σ键、π键根本解释不了其复杂性），下面试举一例。



如上图所示，周期表中没有一种元素的氢化物，能够如同硼一样产生七个价键。（每一个IV型硼原子从间距上看，和其它两个邻近IV型硼原子有键合）这是一个奇迹，因为硼一共只有五个电子！因为缺电子，硼可以形成各种各样奇怪的x中心x电子键，这简直不可思议。
如果从有机化学的角度看，这种分子的存在简直就是不可思议的错误：张力如此之大，位阻如此之大，按理说应该迅速崩溃。然而这却是最稳定的硼烷之一。于是问题就出现了：这类分子是如何规避张力和位阻的影响的？或者说，张力和位阻的限定似乎对它非常宽松？
而且这个硼烷还是一个有着强芳香性的物种，NICS（0）是-56.7894，而同样是两个环合并的萘的NICS（0）仅有-44.1999（绝对值越大芳香性越强）
以现阶段的化学研究，它的成键结构依然是未知的。硼极强的缺电子性似可以解释这些问题，但缺电子化合物千千万，却极少有元素能拥有这样复杂的结构。况且由于硼没有可以利用的d轨道（就意味着无法spd杂化形成多重键），这更加反映了硼成键原因的扑朔迷离。
这些硼烷结构千奇百怪，却出乎意料的稳定。以下这个模型是B16H20，其中B-B键键能达到了332kJ/mol，超过了C-C，仅次于H-H，足以证明其惊人的稳定性。





总结：硼元素的成键行为更像金属，而且是重过渡系金属，和短周期元素的普遍特征完全不同。它本不应该出现在周期表如此靠前的位置。究竟是什么原因，让这个元素这么特别？上帝（如果有的话）赐予它如此特殊的能力，究竟是为何？这个问题也留给了每一个学习化学的人思考。
当然，至于为什么它（们）的成键结构这么复杂，其实三个字便可解释：
能
量
低
（完）

清风寡欲

纳米小人分子，某个逗逼教授合成的一系列有机分子。
然后逗逼地发表到 Journal of Organic Chemistry上的


Journal of Organic Chemistry 68 (23) 8750 (2003)
Synthesis of Anthropomorphic Molecules:  The NanoPutians全文：
http://web.pdx.edu/~yanm/Chanteau.pdf