美国生物化学家瓦克斯曼
生物化学的探索者
中国生物化学家——汪猷
化学家,浙江杭州人。1931年毕业于金陵大学工业化学系。1937年获德国慕尼黑大学博士学位。1984年当选为法国科学院外籍院士。中国科学院上海有机化学研究所研究员、名誉所长。早期从事十四乙酰藏红素的全合成以及性激素、抗生素和碳水化合物化学等研究。中国抗生素研究的奠基人之一。系统研究了链霉素和金霉素的分离、提纯以及结构和合成化学。参加领导并直接参加了人工合成胰岛素的研究。在淀粉化学方面,创制了新型血浆代用品。所建立的石油发酵研究组,当时在国际上居于前列,做出多项成果。参加并参与领导酵母丙氨酸转移核糖核酸全合成工作。参加和领导了天花粉蛋白化学结构和应用研究、模拟酶的研究和青蒿素的生物合成化学研究。1955年选聘为中国科学院院士(学部委员)。
汪 猷
汪猷,字君谋,1910年6月7日出生于杭州书香门第之家。父亲汪知非是清末秀才,年轻时深受西方科学技术和孙中山的革命思想影响,遂弃功名仕途,在浙江从事测量和盐务等工作。父母先后于1928年和1930年病故。1941年汪猷与协和医学院儿科助教李季明女士结婚,夫妻感情甚笃。
汪猷聪颖好学,从小深受父亲影响,喜爱自然科学。1921年考入浙江省立甲种工业学校(浙江大学前身之一),就读于应用化学系,从此汪猷与化学结下了不解之缘。1927年考入金陵大学工业化学系。1931年毕业,获理学士学位。由于他历年学习成绩优秀,获得斐托飞学会金钥匙奖的荣誉。毕业后由学校推荐到北平协和医学院作研究生后转作研究员。师从我国著名生物化学家吴宪,研究性激素的生物化学。他首先使用了问世不久的瓦堡微量呼吸器测定男性激素对正常鼠和阉鼠的各部器官的影响。在名师指点下,汪猷的研究才华脱颖而出,发表了4篇论文,深得吴宪的器重。1935年8月,汪猷作为中国生理学会代表团成员与吴宪等参加了在莫斯科举行的第十五届国际生理学大会。这是汪猷第一次去国外参加大型国际学术会议。他见到了不少仰慕已久的国际生理、生化界大师,如巴甫洛夫和胰岛素发现者班丁(F.G. Banting)等。这使他下决心奋发图强,日后跻身于国际著名学者之列。大会结束后,汪猷赴德国慕尼黑大学化学研究所,在著名化学家、诺贝尔奖获得者维兰德(H. Wieland)指导下当研究生。
在维兰德及其助手唐纳(E. Dane)指导下,汪猷从事不饱和胆酸和甾醇的合成研究。找到了甾环内引进共轭双烯的改进方法,合成了胆甾双烯酮和胆甾双烯醇。1937年冬,汪猷获慕尼黑大学最优科学博士学位。1938年秋,他又去海德堡威廉皇家科学院医学研究院化学研究所任客籍研究员。在著名化学家、诺贝尔奖金获得者库恩(R.Kuhn)指导下进行藏红素化学的研究。合成了十四乙酰藏红素。这是当时分子量最大的有机化合物。在国内外名师和著名学术机构的优良学风的薰陶和严格训练下,汪猷养成了严肃、严谨的学风和勇于创新的精神,这对他以后的事业产生了深远的影响。
1939年春,汪猷离开德国转赴英国。在伦敦密特瑟克斯医学院考陶尔生化研究所陶慈(E.C.Dodds)的研究室任客籍研究员,从事雌性激素类似物的化学合成研究。当时欧洲战云密布,我国正遭受日本法西斯铁蹄的蹂躏。怀着振兴祖国科学事业的强烈愿望,汪猷毅然放弃国外优越的研究条件和物质生活,于1939年8月回国。在协和医学院先后任讲师、教授等职。除讲课外,他的大部分时间继续在吴宪指导下从事甾族性激素的化学研究,包括孕妇尿中甾三醇葡萄糖苷排泄量的测定和中药当归有效成分及药理作用研究等。他在与妇产科医生合作的一项研究中发现了怀双胞胎的孕妇尿中甾二醇葡萄糖排泄量特别高。珍珠港事变之后,日本侵略军于1942年1月占领协和医学院,研究设备、资料和研究记录、样品全被日本侵略军搜掠一空。教授、医生、学生都被迫离开实验室,离开医学院。
生物化学家——洪国藩
洪国藩(1939.12—),分子生物学家,浙江宁波人。1985年加入中国共产党。1964年毕业于复旦大学生物系,同年9月到中国科学院上海生物化学研究所工作至今。历任研究实习员、助理研究员、研究员、课题组长、博士生导师,中国科学院国家基因研究中心主任,英国剑桥分子生物学实验室访问学者、研究员,英国约翰研究所访问教授,美国耶鲁大学访问教授,中国生化学会副理事长,《生物化学与生物物理学》报常务编委,英国《DNA Sequence》杂志编委、《Trends in Plant Science》杂志顾问编委,第三世界科学院院士资格审查委员会委员,联合国人类基因组科学协调委员会委员,1997年当选中国科学院院士,1993年当选第三世界科学院院士。长期从事生物化学和分子生物学的研究,学术上有创新精神,造诣较高。1978年发现梯度电场抵抗核酸分子扩散的效应。这一发现,导致了凝胶中DNA顺序的可读性增加30%以上;建立了高温DNA测序体系;提出固氮菌中结瘤调控基因的调控模型;提出并发表构建水稻基因组物理图的“快速、精确的BAC-指纹-锚标战略”,并用此战略领导完成了重叠群(contig)覆盖率达92%、平均DNA片段分辨率高达120 kb的水稻基因组(12条染色体、4.3亿核苷酸)物理图。1979年在英国剑桥分子生物学实验室做访问学者时,创造性地提出并通过实验建立DNA测序单链双向测定法、缓冲液离子梯度法、非随机测定法、35 S-同位素测定法。这些方法分别提高或增加测试长度、分辨率、测试效率和准确性,其中有的方法引起科学界的轰动,被收入分子克隆及DNA测序丛书等国际经典书籍中为各国学者引用。1985~1987年,发现并首次克隆高温酶,提出并完成DNA高温酶测序法,解决DNA测序过程中二级发夹结构问题,此成果获中科院1992年科技进步一等奖和1993年国家科技进步二等奖。1991年出任国家攀登计划“共生固氮体系中最佳固氮结瘤控制模型”首席科学家。在他的主持下,经11个研究所和大学的科学家5年共同努力,中国固氮研究跻入国际先进行列。他主编的《固氮及其在中国的研究》(英文版)由世界著名Springer出版社出版并获国际学术界的高度评价。1992年主持水稻基因研究,1994年建立水稻全部12条染色体的人工细菌染色体(ABC)全库,1996年在世界上首次构建高分辨率水稻基因组物理全图获得成功。1997年1月国家科委、中科院和上海市政府联合召开新闻发布会,向全世界公布了这一成果,在国际学术界引起强烈反响。为此,他获得第三世界科学院学术奖,此成果被全国和上海市评为1997年科技十大进展之首。他是上海市第九、十届人大代表,第九届全国政协委员。曾获得首批“国家有突出贡献的中青年专家”和“上海市科技精英”称号;被评为1997年上海市劳动模范、上海市首届“十大杰出职工”和全国“五一劳动奖章”获得者。
洪国藩
生物化学家——曹天钦
曹天钦,生物化学家。长期从事蛋白质化学、植物病毒的分子生物学研究,是肌球蛋白轻链发现者。在肌肉蛋白质、神经蛋白质、蛋白水解酶和抑制剂、马王堆古尸的保存、植物病毒、植物类菌原体、中国古代科学技术史等研究方面获重要成果,为发展中国的生物化学、生物工程和分子生物学研究作出了重要贡献。
曹天钦,1920年12月5日生于北平(现北京)的一个普通知识分子家庭,原籍河北省束鹿县,父亲是教师。1932年曹天钦考入燕京大学附属中学,1935年夏入通县潞河中学,1937年转入北平育英中学,完成了高中学业。曹天钦在中学时期是一位品学兼优的好学生,当时正值日本侵略军侵犯中国,他与同学们一起参加了燕大学生会的抗日募捐活动,高中时期,由于看到外有强敌侵略,内有军阀混战,遂又立志“科学救国”和“工业救国”。
曹天钦
1938年,入燕京大学学习化学。一年级至三年级由于成绩优良,获得学校的奖学金。1941年春,珍珠港事件爆发前夕,他和一些同学逃离北平,经由上海转开封、郑州,在陕西宝鸡参加了由路易·爱黎成立和指导的中国工业合作运动(工合),不久被派去陕西凤县双石铺工业试验所任工业分析组技士,分析陕甘各地的煤、水及铁、铅等各种矿石,后又被聘去“工合”兰州事务所主持皮革生产合作社的技术和业务。1943年燕京大学在成都复校,曹天钦回燕大继续学习,1944年夏毕业,获理学学士学位。随即受中英科学合作馆李约瑟博士的邀请赴重庆,参加中英文化交流工作。
1946年10月,经李约瑟博士介绍获得英国文化委员会奖学金,赴英留学,先在剑桥大学攻读化学,1948年获学士学位。此后,曹天钦醉心于制革研究,而制革和蛋白质化学有关,因而又改攻生物学,师从著名生化学家斐利(K.Bailey)研究蛋白质化学4年,主要从事肌肉蛋白质的物理化学研究。留英6年是曹天钦获得知识和成果的重要时期,由于他出色的研究成果,1951年被剑桥大学罔维尔基斯学院选为院士,这是该院历史上第一个中国人获此殊荣。
中华人民共和国成立后,曹天钦受到极大的鼓舞。本来,曹天钦已准备去美国哈佛大学著名的蛋白质物理化学专家陶蒂(P.Doty)的实验室工作,陶蒂教授当时是这一领域的权威,而且曹天钦的未婚妻谢希德此时正在美国麻省理工学院攻读物理学博士学位,无论从事业或从家庭考虑,这无疑是一种最好的选择。但经当时即将回国的邹承鲁的介绍,中国科学院生理生化研究所的副所长王应睐发函邀请曹天钦回国参加祖国科学研究事业。曹天钦为了报效祖国,立即放弃去美的计划,等待谢希德取得学位后,立即共同回国。当时美国政府禁止留学生回国,在李约瑟博士的协助下,谢希德以赴英结婚为理由,在1952年5月成功地由美抵英和曹天钦举行了婚礼。3个月后,他们终于克服各种困难,从英国启程于1952年10月1日到达上海,这天正是中华人民共和国的第四个国庆节,当看到成千上万的市民兴高采烈地庆祝游行时,夫妇俩心潮起伏,感情潮湃,不可言表。
曹天钦返国后,被聘为中国科学院生理生化研究所(上海)副研究员,他立即筹备实验室,并开展了肌肉蛋白质、胶原蛋白质、神经系统蛋白质等的研究。虽然当时条件简陋,但他心情愉快,以极大的热情投入工作。1958年任研究员。1956年5月,他和谢希德分别在中国科学院生理生化研究所、上海复旦大学同时加入中国共产党,一时在科技界传为佳话。1958年曹天钦与几位青年科技人员一起,首先建议开展人工合成牛胰岛素的研究,并在其后的3年中是这项研究的几位领导人之一。1966年在第二次评审人工合成牛胰岛素的会议上,他又建议开展胰岛素X光晶体衍射的研究。1959年,生理生化研究所分立为生理和生物化学两个研究所。1960年,曹天钦被任命为中国科学院生物化学研究所副所长,直至1984年。1979年至1988年,被选为中国生物化学学会副理事长兼秘书长,他和当时的生物化学研究所所长王应睐一起,为生物化学研究所和中国生物化学事业的发展呕心沥血,不遗余力。
为了使基础科学研究能与生产实际相结合,从20世纪60年代初起,曹天钦又开展了植物病毒和类菌原体的研究,为解决中国的农业病害问题作出了贡献。
1980年,曹天钦当选为中国科学院生物学部的学部委员,并先后任学部副主任、主任。20世纪80年代初,被任命为中国科学院上海分院院长。尽管此时他已年届花甲,并且由于“文化大革命”期间受到不公正待遇,身体健康已受影响,但仍两地奔波,以极大的热情来推动科学事业的发展。在他任职期间,访问了上海地区所有的中国科学院研究所和全国很多生物学研究所,他特别关心和重视边远、内地科研比较落后地区的研究所的发展。此外,他还担任了中国科学技术协会副主席、上海市第八届人民代表大会常委会副主任等职务。
1983年,他被瑞典皇家工程科学院选聘为国外院士,1984~1988年,当选国际科学联合会(ICSU)理事会理事、执行局委员。作为一位国际知名的科学家,他曾出访很多国家,参加国际学术会议,访问研究所、大学,为介绍中国科学事业的发展,促进中国和各国科学界的合作,作出了不懈的努力。
在他的积极促进下,1988年秋天,国际科学联合会大会第一次在中国首都北京举行,此时曹天钦已不能躬逢其盛,这成为他的极大憾事。早在1987年秋,他在以色列出席国际生物物理学大会时,由于旧病复发被送回国内。他的病情牵动了上自国家领导人,下至他的年轻学生们的心,组织上和家属、医生们多次讨论了治疗方案,并动了手术,可惜无法使曹天钦康复。
正当祖国和人民最需要像他这样学识渊博、德高望重的科学家的时候,他却失去了工作能力。但曹天钦的爱国热忱、科学建树依然受到人们的崇敬和尊重。正如全国政协副主席苏步青在1990年冬庆贺他的70华诞时所说:“曹天钦教授潜心科研半世纪,为国家建树良多,党与人民永远感激他所作出的巨大贡献”。
美国生物化学家陶一之
陶一之,1992年毕业于北京大学生物系,1999年获美国普渡大学(Purdue University)博士学位,现为美国休斯敦莱斯大学生物化学与细胞生物学系副教授,从事流感病毒研究。
2006年12月出版的英国科学周刊《自然》报道,美国休斯敦莱斯大学华人女科学家陶一之领导的小组,找到了H5N1病毒的弱点。陶一之发现,流感病毒的核蛋白(NP)含有一个重要的尾环,其分子结构相对薄弱,可作为新开发的流感药物的攻击目标。她认为,流感病毒存在的这个尾环,是病毒自身复制的重要环节,只要令其中的单个氨基酸发生突变,病毒即无法复制而感染不到其他细胞。陶一之的这一新发现,将为人类寻找抗病毒药物开辟一条新的途径。
陶一之
陶一之说:“我感受到了大家对人类健康和禽流感问题的重视,对我们在禽流感领域研究进展的关注以及对人类早日攻克禽流感的渴望。这些留言让我很感动,也增加了我在科研进度上的紧迫感。”
她还透露了自己的研究进展:“我们前一段时间在致力研发可应用于大规模药物筛选的禽流感病毒核蛋白系统。在这方面我们已取得了不错的进展,同时我们也已经开展针对核蛋白结构的药物设计。通过计算机的虚拟筛选,我们已经找到了一些很有希望的核蛋白抑制剂。”
陶一之说:“我们在流感方面的突破给人类提供了一个攻克禽流感的崭新方法。通过进一步的研究,我们很有可能找到有效对抗禽流感的药物。根据目前的进展,我希望在一两年内可拿到用于临床试验的新药。”
谈到从事抗病毒科研的经历,陶一之称自己从事病毒方面的研究已有10多年的时间了。“我从4年前开始主攻流感病毒就对这个领域十分着迷。这不仅是因为流感、禽流感是对人类健康构成严重威胁,也因为流感病毒感染细胞的生物机理在基础理论研究上很有意义。今后我不光会致力于流感病毒的基础研究,同时会以药物开发作为我们的一个主要研究方向。在药物开发方面,我们正在初步开启和中国国内几个院校的合作。如果能早日研制出有效对抗流感的药物,那将是对世界和人类文明的巨大贡献。”
近代微生物学的奠基人——巴斯德·路易斯
巴斯德·路易斯(LouisPasteur),1822—1895,法国微生物学家、化学家,近代微生物学的奠基人。
像牛顿开辟出经典力学一样,巴斯德开辟了微生物领域,他也是一位科学巨人。
巴斯德一生进行了多项探索性的研究,取得了重大成果,是19世纪最有成就的科学家之一。他用一生的精力证明了三个科学问题:
1.每一种发酵作用都是由于一种微菌的发展,这位法国化学家发现用加热的方法可以杀灭那些让啤酒变苦的恼人的微生物。很快,“巴氏杀菌法”便应用在各种食物和饮料上。
2.每一种传染病都是一种微菌在生物体内的发展:由于发现并根除了一种侵害蚕卵的细菌,巴斯德拯救了法国的丝绸工业。
3.传染病的微菌,在特殊的培养之下可以减轻毒力,使他们从病菌变成防病的药苗。
他意识到许多疾病均由微生物引起,于是建立起了细菌理论。
路易·巴斯德被世人称颂为“进入科学王国的最完美无缺的人”,他不仅是个理论上的天才,还是个善于解决实际问题的人。他于1843年发表的两篇论文《双晶现象研究》和《结晶形态》,开创了对物质光学性质的研究。1856年至1860年,他提出了以微生物代谢活动为基础的发酵本质新理论,1857年发表的《关于乳酸发酵的记录》是微生物学界公认的经典论文。1880年后又成功地研制出鸡霍乱疫苗、狂犬病疫苗等多种疫苗,其理论和免疫法引起了医学实践的重大变革。此外,巴斯德的工作还成功地挽救了法国处于困境中的酿酒业、养蚕业和畜牧业。
巴斯德·路易斯
巴斯德被认为是医学史上最重要的杰出人物。巴斯德的贡献涉及到几个学科,但他的声誉则集中在保卫、支持病菌论及发展疫苗接种以防疾病方面。
巴斯德并不是病菌的最早发现者。在他之前已有基鲁拉、包亨利等人提出过类似的假想。但是,巴斯德不仅热情勇敢地提出关于病菌的理论,而且通过大量实验,证明了他的理论的正确性,令科学界信服,这是他的主要贡献。
显然病因在于细菌,那么显而易见,只有防止细菌进入人体才能避免得病。因此,巴斯德强调医生要使用消毒法。向世界提出在手术中使用消毒法的约瑟夫·辛斯特便是受了巴斯德的影响。有毒细菌是通过食物、饮料进入人体的。巴斯德发展了在饮料中杀菌的方法,后称之为巴氏消毒法(加热灭菌)。
巴斯特50岁时将注意力集中到恶性痈痕上。那是一种危害牲畜及其他动物、包括人在内的传染病。巴斯德证明其病因在于一种特殊细菌,他使用减毒的恶性痈疽杆状菌为牲口注射。
1881年,巴斯德改进了减轻病原微生物毒力的方法,他观察到患过某种传染病并得到痊愈的动物,以后对该病有免疫力。据此用减毒的炭疽、鸡霍乱病原菌分别免疫绵羊和鸡,获得成功。这个方法大大激发了科学家的热情。人们从此知道利用这种方法可以免除许多传染病。
1882年,巴斯德被选为法兰西学院院士,同年开始研究狂犬病,证明病原体存在于患兽唾液及神经系统中,并制成咸毒活疫苗,成功地帮助人获得了该病的免疫力。按照巴斯德免疫法,医学科学家们创造了防止若干种危险病的疫苗,成功地免除了斑疹伤寒、小儿麻痹等疾病的威胁。
说到狂犬病,人们自然会想到巴斯德那段脍炙人口的故事。在细菌学说占统治地位的年代,巴斯德并不知道狂犬病是一种病毒病,但从科学实践中他知道有侵染性的物质经过反复传代和干燥,会减少其毒性。他将含有病原的狂犬病的延髓提取液多次注射兔子后,再将这些减毒的液体注射狗,以后狗就能抵抗正常强度的狂犬病毒的侵染。1885年,人们把一个被疯狗咬得很厉害的9岁男孩送到巴斯德那里请求抢救,巴斯德犹豫了一会儿后,就给这个孩子注射了毒性减到很低的上述提取液,然后再逐渐用毒性较强的提取液注射。巴斯德的想法是希望在狂犬病的潜伏期过去之前,使他产生抵抗力。结果巴斯德成功了,孩子得救了。在1886年,巴斯德还救活了另一位在抢救被疯狗袭击的同伴时被严重咬伤的15岁牧童朱皮叶,现在记述着少年的见义勇为和巴斯德丰功伟绩的雕塑就坐落在巴黎巴斯德研究所外。巴斯德在1889年发明了狂犬病疫苗,他还指出这种病原物是某种可以通过细菌滤器的“过滤性的超微生物”。
巴斯德本人最为著名的成就是发展了一项对人进行预防接种的技术。这项技术可使人抵御可怕的狂犬病。其他科学家应用巴斯德的基本思想先后发展出抵御许多种严重疾病的疫苗,如预防斑疹伤寒和脊髓灰质炎等疾病。
正是他做了比别人多得多的实验,令人信服地说明了微生物的产生过程。巴斯德还发现了厌氧生活现象,也就是说某些微生物可以在缺少空气或氧气的环境中生存。巴斯德对蚕病的研究具有极大的经济价值。他还发展了一种用于抵御鸡霍乱的疫苗。
人们常将巴斯德同英国医生爱德华·琴纳比较。琴纳发展了一种抵御天花的疫苗,而巴斯德的方法可以并已经应用于防治很多种疾病。
杰出的生物化学家吴宪博士
吴宪,字陶民,中国现代生物化学家及营养学家。1893年11月24日生于福建省福州市,1959年8月8日卒于美国马萨诸塞州的波士顿城;终生保持中国为其唯一的国籍。早年考入北京清华留美预备学校。1912年赴美入麻省理工学院攻读造船工程,后改习化学,1916年获理学学士学位后留校任助教; 1917年被哈佛大学医学院生物化学系O.福林教授录取为研究生,1919年以《血液系统分析法》论文获博士学位。1920年回国,任北京协和医学院生物化学系助教,1924年为副教授兼主任,1928年为教授。1935~1937年为该院执行院长职务的三人领导小组成员之一。1944年在重庆中央卫生实验院组建营养研究所。1946年任中央卫生实验院北平分院院长兼营养研究所所长。1947年应联合国教科文组织的邀请,去英国出席第17届国际生理学会议。后被美国哥伦比亚大学聘为客座教授及研究员,1949年应聘为亚拉巴马大学客座教授。1952年秋因患心脏病辞职。
吴 宪
他一生发表论文163篇,其中有关血液及体液分析的27篇,气体、电解质平衡、仪器设备及蛋白质变性的43篇,营养、免疫及氨基酸代谢的74篇,其他方面的19篇;并出版了《营养概论》(1929初版,1935年已增订至5版)及《物理生物化学原理》(1934英文版)两部著作。根据他于1919年提出的“血液系统分析法”,能制备出无蛋白质的血液,使血液中重要成分,如氨基酸、肌酸、肌酸酐、尿素、非蛋白氮以及血糖、乳酸等得以测定出来。1929年在波士顿召开的第13届国际生理学会上他提出蛋白质变性学说,认为天然蛋白质分子不是一长的直链而是一紧密的结构;这种结构是借肽键之外的其他键,将肽链的不同部分连接而形成的,所以容易被物理及化学的力所破坏,即从有规则的折叠排列形式变成不规则及松散的形式。这个学说对于研究蛋白质大分子的高级结构有重要价值。1927年,他开始研究中国人的营养问题,着重阐明了素膳与荤膳的优缺点,并于1938年制定了《中国民众最低限度之营养需要》标准。他在临床化学、蛋白质化学、免疫化学以及营养学等领域都有许多创见和论述。他的血液系统分析法至今一直在临床诊断方面起着重要作用。
他于1921~1927年任中国科学名词编审委员会化学组委员,1926年参与组织中国生理学会,并任第七届中国生理学会会长(1934); 1926~1941年任《中国生理学杂志》(英文版)编委会常务编委; 1936~1938年任中华医学会营养委员会主席。他在美国曾参加多种有关生物科学及化学的学会,并任联合国粮农组织营养顾问委员会常务委员及热能需要量委员会委员;曾被选为德国自然科学院名誉院士及美国亚拉巴马州科学院院士。
威廉·诺尔斯
2001年诺贝尔化学奖授予美国科学家威廉·诺尔斯、日本科学家野依良治和美国科学家巴里·夏普雷斯,以表彰他们在不对称合成方面所取得的成绩,3位化学奖获得者的发现则为合成具有新特性的分子和物质开创了一个全新的研究领域。现在,像抗生素、消炎药和心脏病药物等,都是根据他们的研究成果制造出来的。
瑞典皇家科学院的新闻公报说,许多化合物的结构都是对称性的,好像人的左右手一样,这被称作手性。而药物中也存在这种特性,在有些药物成分里只有一部分有治疗作用,而另一部分没有药效甚至有毒副作用。这些药是消旋体,它的左旋与右旋共生在同一分子结构中。在欧洲发生过妊娠妇女服用没有经过拆分的消旋体药物作为镇痛药或止咳药,而导致大量胚胎畸形的“反应停”惨剧,使人们认识到将消旋体药物拆分的重要性。2001年的化学奖得主就是在这方面作出了重要贡献。他们使用一种对映体试剂或催化剂,把分子中没有作用的一部分剔除,只利用有效用的一部分,就像分开人的左右手一样,分开左旋和右旋体,再把有效的对映体作为新的药物,这称作不对称合成。
威廉·诺尔斯
诺尔斯的贡献是在1968年发现可以使用过渡金属来对手性分子进行氢化反应,以获得具有所需特定镜像形态的手性分子。他的研究成果很快便转化成工业产品,如治疗帕金森氏症的药L-DOPA就是根据诺尔斯的研究成果制造出来的。
1968年,诺尔斯发现了用过渡金属进行对映性催化氢化的新方法,并最终获得了有效的对映体。他的研究被迅速应用于一种治疗帕金森症药物的生产。后来,野依良治进一步发展了对映性氢化催化剂。夏普雷斯则因发现了另一种催化方法——氧化催化而获奖。他们的发现开拓了分子合成的新领域,对学术研究和新药研制都具有非常重要的意义。其成果已被应用到心血管药、抗生素、激素、抗癌药及中枢神经系统类药物的研制上。现在,手性药物的疗效是原来药物的几倍甚至几十倍,在合成中引入生物转化已成为制药工业中的关键技术。
诺尔斯与野依良治分享诺贝尔化学奖一半的奖金。夏普雷斯现为美国斯克里普斯研究学院化学教授,将获得另一半奖金。
琥珀酸脱氢酶提纯方法的创立者——王应睐
王应睐,生物化学家。半个世纪以来,在营养、维生素、血红蛋白、酶以及物质代谢等方面取得了一系列重要成果。在担任中国科学院生物化学研究所所长和中国生物化学学会理事长期间,对研究所的建设和学会的发展发挥了重要作用。在完成世界上首次人工合成结晶牛胰岛素和人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸的重大研究成果中,担任首席领导工作。为发展中国生化事业作出了杰出的贡献。
中华人民共和国成立后,王应睐对琥珀酸脱氢酶的分离纯化,辅基鉴定以及辅基与酶朊连接方式进行了系统的研究,取得了重要的成果,解决了20余年未获澄清的酶的性质问题,并对于辅基与酶朊的独特连接方式作了深入阐明。
琥珀酸脱氢酶是生物体呼吸链上的一个重要组分。所谓呼吸链是生物体中一个由多种酶组成的系统,它是生物体把摄取的食物分解,释放出能量以维持生命活动的新陈代谢所必经的一条途径。
1950年,王应睐观察到鼠肝组织中琥珀酸脱氢酶活力与核黄素(异咯嗪)的摄取量密切相关,但要深入研究这个酶首先要解决酶的提纯。由于这个酶与具有脂双层结构的线粒体膜结合得比较紧密,很难溶解下来,所以提纯很不容易。针对这一特点,王应睐与邹承鲁、汪静英一起采用正丁醇抽提的方法,成功地把琥珀酸脱氢酶从膜上溶解下来,从而分离纯化得到高纯度的水溶性琥珀酸脱氢酶,其活力比同期国外报道者高出1倍以上。这一纯化方法至今仍为国外许多实验室所采用,只是稍加修改,在提取时不再加氰化钾而已。
王应睐
他对这个酶的性质的研究也有重要的发现,提出了充分的证据证明它是一种含有异咯嗪腺嘌呤二核苷酸和非血色素铁的酶,酶的蛋白部分与异咯嗪腺嘌呤二核苷酶是以共价键结合的,这是在酶的研究中第一个发现的以共价键结合的异咯嗪蛋白质,它为以后呼吸链有关酶系的分离和重组合的研究开辟了道路。这项工作居当时酶学研究的世界领先水平。1955年,在布鲁塞尔举行的第三届国际生化大会上,王应睐宣读了这一研究的论文,受到极高的评价。1978年获全国科学大会重大成果奖。
王应睐基础理论研究的造诣很深,但他也很重视联系实际的工作。上海解放初期,南下的解放军战士由于只吃大白菜、豆腐与大米,普遍发生舌头糜烂、下身奇痒与溃烂等症状。上海警备区特请临床营养学家侯祥川教授与王应睐前去会诊,很快就被确诊为维生素B2缺乏症。侯祥川对战士们进行治疗,王应睐则分析食品中维生素B2含量,提出有效的措施,很快就解决了问题。
抗美援朝时期我志愿军战士的主要食物是干粮,但是后方生产的干粮过不了多久就变质产生哈喇味,直接影响了部队的后勤供应与战斗力。王应睐接受了研究防止干粮脂肪氧化的任务,通过研究提出了切实可行的综合措施,包括利用含有天然抗氧化剂的黄豆粗豆油作为干粮的油脂来源,严格控制干粮中催化脂肪氧化的铜铁离子的含量以及采用经防氧化处理的包装纸等,完美地解决了问题。
1984年,王应睐退居二线,担任上海生物化学研究所名誉所长,他还领导一个课题组,并亲自选定方向,对近年来国际上分子生物学中的前沿课题——酶与核酸的相互作用开展研究。在这项研究工作中,他放手让课题组的中青年科技骨干挑重担,建立技术和方法,设计研究路线,并且对氨酰——tRNA合成酶本身进行了深入的研究,采取化学修饰,限制性酶解和基因克隆等方法获得了一批较高水平的成果,具有重要的理论价值,达到了国际先进水平。
美国生物化学家瓦克斯曼
瓦克斯曼,Selman Abraham Waksman(1888—1973),原籍乌克兰的美国生物化学家、土壤微生物学家。1888年7月22日生于俄国乌克兰,1910年移居美国,1916年入美国籍,1973年8月16日卒于美国马萨诸塞州。他1915年获美国新泽西州拉特格斯大学农学士,翌年获硕士。1918年获美国加利福尼亚大学生物化学博士。此后,他一直在拉特格斯大学任职。
1913年他发现了土壤中的放线菌,从此他以放线菌作为他终生研究的对象,他除证明放线菌能分解土壤中的有机物外,还建立了沿用至今的瓦氏放线菌分类系统。1917年,他发现土壤有机物的分解与微生物的酶有关。并为食品、制革和纺织等业提供了多种酶制剂。他于20世纪20年代明确提出,土壤腐殖质是动、植物残骸在土壤微生物的作用下形成的半分解产物,有利于改善土壤结构,为植物提供营养。他还改进了分析和分离土壤腐殖质的方法,并提出合理应用泥炭土的建议。1921年,他分离出自养型氧化硫杆菌。20世纪30年代,他阐明了细菌对海洋有机物的分解作用,分离出利用铜的细菌,还研究出用霉菌生产延胡索酸、柠檬酸和乳酸的方法,论证了锌及其他重金属对霉菌生长及其酸产量的影响。20世纪40年代,他开拓了抗生素研究的新领域,从放线菌、真菌中分离出22种抗生素。其中链霉素、新霉素、放线菌素等都投入了生产。他一生培养了各国研究生77名,发表论文及综述500余篇,专著28部,其中《土壤微生物原理》享有盛誉,《放线菌及其抗生素》《我和微生物共同生活》等著作也很有影响。
瓦克斯曼
他曾荣获美、英、法、意大利、日本、土耳其、西班牙等国奖金和奖状共65项。1943年,拉特格斯大学授予他荣誉博士学位,法、德、日本、意大利等10国21所大学也相继授予他荣誉博士学位。1942年,他作为第一位土壤微生物学家当选为美国科学院院士,不久又当选法国科学院院士。1952年,他以发现链霉素的卓越贡献获诺贝尔生理学或医学奖。1954年,由他创建的拉格斯特大学微生物研究所(现名瓦克斯曼微生物研究所)是国际微生物学学术活动的中心之一。