11月19日，“魅力有机化学”科普拓展课程第六讲在中国科学院上海有机化学研究所进行，来自生命有机化学国家重点实验室的李发祥、程小芳同学和刘建平、谢兴巧、王颖黎博士向上海市零陵中学的同学们介绍和展示了探索生命物质分子骨架的钥匙——核磁共振和X射线晶体衍射。

李发祥同学首先为大家介绍了生命物质分子骨架的基本元素——C、H、N、O、P，这些简单的基本元素，排列组合形成有机小分子和生物大分子，在我们的生活中发挥了特别重要的功能。随后展示的葡萄糖、果糖、乙醇、维生素等有机小分子和核酸、蛋白质等生物大分子的分子结构，让同学们对什么是生命物质分子骨架有了直观的认识。乙醇和二甲醚的骨架展示让同学们认识到虽然有些物质的元素组成完全相同，但是如果分子排列不同，就可能导致物质性质和功能的千差万别；哺乳动物体内的正常的PrpC蛋白与疯牛病病原体PrpsC蛋白，其元素和氨基酸组成是一致的，由于前者的三维构象发生改变后就能变成后者，从而导致人类患病。

既然生命物质如此重要而且复杂多变，那么怎样才能揭开这些谜团呢？随着科学的发展，核磁共振波谱学和X射线晶体衍射分析技术，就是两把能打开这把锁钥匙，这也是同学们随后现场参观学习的内容：在实验室里观察蛋白的晶体，晶体的模拟软件以及800M核磁共振谱仪。

在实验室里，谢兴巧博士利用电脑软件为大家搭建了生活中常见物质的分子结构模型，从形如小狗的乙醇模型到让人眼花缭乱的核糖体结构模型，由简单到复杂，由小分子到大分子甚至超大分子，向同学们展示了结构生物学的精彩世界，同学们认识到从结构中能够很直观的观察到分子中的每一个原子的空间分布。陈小芳同学则指导同学们观察显微镜下的蛋白质晶体，看到显微镜下一颗颗形如钻石的五彩晶体，同学们都感到十分兴奋。通过进一步的介绍，同学们了解到，得到这些在空间排列中具有一定规则的几何外形的蛋白晶体之后，才能用X射线衍射的方法，记录和分析衍射数据，从而得到蛋白晶体的数据，通过解析得到各种复杂的结构。

    而在800兆核磁共振谱仪房间，当同学得知仪器的磁场强度是地球磁场的37万倍时，纷纷惊叹不已。通过刘建平老师的讲解，同学们又了解到医院里也有核磁共振仪，但不是用来测定分子结构，而是用来检查病人的大脑。接下来刘建平老师还给同学们展示了乙醇、葡萄糖、维生素B2和蛋白质分子的一维氢谱，让大家了解这一技术可以辨别分子内同一种元素的不同原子；而正是这一灵敏的强大功能，帮助科学家们解析出复杂分子的结构。有了这种直观的感受同学们又近一步了解了运用核磁共振技术解析蛋白质结构思路：核磁共振测出分子内氢原子间的距离，结合计算机软件模拟，得到符合实验观测数据的分子构象。

意犹未尽的同学们还参观了实验室的主要仪器设备,纯化蛋白的方法和仪器、扩增DNA的PCR仪、进行分子克隆用的超净台、培养箱、摇床，AKTA蛋白纯化仪以及蛋白电泳仪等。