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| 阿龙·切哈诺沃:1947年出生在以色列城市海法。1082年,他在海法的以色列工学院获得医学博士学位,目前他在这所工学院的医学科学研究所担任教授。 |
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| 阿夫拉姆·赫什科:1937年出生在匈牙利考尔曹格的犹太后裔,目前也是以色列公民。他1969年在耶路撒冷的希伯来大学获得医学博士学位,此后一直与切哈诺沃在以色列工学院共事。 |
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| 欧文·罗斯:今年78岁高龄。1952年在芝加哥大学获得博士学位,曾经主持位于美国费城的福克斯·蔡斯癌症研究中心的工作,目前他在加利福尼亚大学欧文分校担任专家职务。 |
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蛋白质的死亡之吻 |
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撰文/颜亮 |
10月的一个午后,67岁的以色列科学家阿夫拉姆·赫什科像往常一样在社区的游泳池里,和心爱的四个孙子孙女一起嬉水。这时候,他的手机响了,是他的亲戚不经意间从收音机里得知赫什科获得诺贝尔奖的消息,第一时间向他贺喜。
这位以色列老头对此颇感意外。他从来没想过自己有一天会得到这一科学的桂冠,甚至从未想到自己会成为诺贝尔化学奖候选人。
和赫什科一起分享这一荣誉的是他20多年前的两位合作伙伴——57岁的以色列人阿龙·切哈诺沃以及78岁的美国人欧文·罗斯。20世纪70年代末期,赫什科和切哈诺沃以停薪留职的方式前往美国,与当时正在福克斯·蔡斯癌症研究中心从事研究工作的罗斯汇合。他们三人想弄个究竟——蛋白质在人体内到底是如何“死亡”的。
之前,科学家关于蛋白质如何“诞生”的研究成果很多,迄今至少有5次诺贝尔奖授予了从事这方面研究的科学家,但关于蛋白质如何“死亡”的研究却相对较少。由于蛋白质是包括人类在内的各种生物体的重要组成成分,所以对于生物体而言,蛋白质的生老病死至关重要。
像教科书上所说,蛋白质是由氨基酸组成的,氨基酸如同砖头,而蛋白质则如结构复杂的建筑。正如同有各种各样的建筑一样,生物体内也存在着各种各样的蛋白质。不同的蛋白质有不同的结构,也有不同的功能。通常看来蛋白质的合成要比蛋白质的降解复杂得多,毕竟拆楼容易盖楼难。
蛋白质的降解在生物体中普遍存在,比如人吃进食物,食物中的蛋白质在消化道中就被降解为氨基酸,随后被人体吸收。在这一过程中,一些简单的蛋白质降解酶如胰岛素发挥了重要作用。科学家对这一过程研究得较为透彻,因而在很长一段时间他们认为蛋白质降解没有什么可以深入研究的。不过,20世纪50年代的一些研究表明,事情恐怕没有这么简单。
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最初的一些研究认为,蛋白质的降解不需要能量,这如同一幢大楼自然倒塌一样,并不需要炸药来爆破。不过,上世纪50年代科学家却发现,同样的蛋白质在细胞外降解不需要能量,而在细胞内降解却需要能量。这成为困惑科学家很长时间的一个谜。
20世纪70年代末80年代初,赫什科和他的 |
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两个同事终于揭开了这一谜底。他们发现,生物体内存在着两种蛋白质降解过程,一种是不需要能量的,比如发生在消化道中的降解,这一过程只需要蛋白质降解酶参与;另一种则需要能量,它是一种高效率、指向性很强的降解过程。这如同拆楼一样,如果大楼自然倒塌,并不需要能量,但如果要定时、定点、定向地拆除一幢大楼,则需要炸药进行爆破。
不仅如此,一种被称为泛素的多肽向很多即将遭受“灭顶之灾”的蛋白质送去“死亡之吻”。这种多肽由76个氨基酸组成,它最初是从小牛的胰脏中分离出来的。它就像标签一样,被贴上标签的蛋白质就会被运送到细胞内的“垃圾处理厂”,在那里被降解。
这种泛素调节的蛋白质降解过程在生物体中的作用非常重要,它扮演着“质量监督员”的角色。要知道,细胞中合成的蛋白质质量有高有低,通过它的严格把关,通常有30%新合成的蛋白质没有通过质检,而被销毁。但如果它把关不严,就会使一些不合格的蛋白质蒙混过关;如果把关过严,又会使合格的蛋白质供不应求。这都容易使生物体出现一系列问题。比如,一种称为“基因卫士”的P53蛋白质可以抑制细胞发生癌变,但如果对P53蛋白质的生产把关不严,就会导致人体抑制细胞癌变的能力下降,诱发癌症。事实上,在一半以上种类的人类癌细胞中,这种蛋白质都产生了变异。
1979年12月10日,当三人联名在《美国科学院院刊》发表他们的研究成果时,他们并没有料想到有朝一日能得到诺贝尔大奖。对每个科学家而言,在真正得奖之前,这个大奖都显得那样可望而不可及。
评委会在解释为何授奖给这三人时说:“蛋白质是构成包括人类在内的一切生物的基础,近几十年来生物学家在解释细胞如何制造蛋白质方面取得了很多进展,却很少有研究人员对蛋白质的降解问题感兴趣。但今年获得化学奖的三位科学家却独辟蹊径,于20世纪80年代初发现了被调节的蛋白质降解。人的很多疾病就是这一降解过程不正常导致的。”
评委们在现场解释整个理论时,特意用碎纸机将两张完整的彩纸瞬间绞碎,以此比喻细胞好比一个高效的“控制站”,制造蛋白质但又能在瞬间把某些特定蛋白质“降解”为碎片。
评委们说,“泛素调节的蛋白质降解”方面的知识将有助于攻克子宫颈癌等疑难疾病。据介绍,目前已有建立在这一研究成果基础上的药物问世,正在美国食品和药物管理局(FDA)进行检测。依据他们的发现,美国千年制药公司已经向市场投放一种新药,用于治疗多发性骨髓瘤。
但获奖者之一的切哈诺沃对他们的成果抱有更大希望,他说:“千年制药公司的药物只是冰山一角,今后还会有更多新药推出。” |
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