2018-10-12
 
2018诺贝尔化学奖揭晓!
2018年10月12日   阅读量:1171

近日,瑞典皇家科学院决定将2018年诺贝尔化学奖一半颁给Frances H Arnold,奖励她实现了酶的定向演化;另一半颁发给George P Smith和Gregory P Winter,奖励他们实现了多肽和抗体的噬菌体呈现技术。


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美国人弗朗西斯·阿诺德生于1956年,目前是加州理工学院化学工程、生物工程和生物化学领域的教授。1979年,阿诺德毕业于普林斯顿大学,之后在加州大学伯克利分校获得化学工程博士学位中国涂料在线coatingol.com

 

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阿诺德的研究领域包括是绿色化学和替代能源,例如开发高活性酶和微生物,将可再生生物转化为燃料和化学品。她开创了定向进化的方法,以创造有用的生物系统,包括酶,代谢途径,基因调控回路和生物体。此外,她也是多项专利的共同持有者。

定向进化(directed evolution)是一种用于蛋白质工程的方法,它通过模拟自然选择过程,使蛋白质或核酸按照我们希望的方式进化。其步骤包括使基因经历诱变(产生变体)、选择和扩增。 它可以在活细胞体内或是体外(在溶液或微滴中)进行。 定向进化既可以作为一种设计修饰蛋白质的替代方法用于蛋白质工程,也能够用于在受控的实验室环境中对基本进化原理的研究。定向进化主要作用有:提高高温或苛刻条件溶剂中的蛋白质稳定性、提高治疗性抗体的结合亲和力和新设计酶的活性、改变现有酶的底物特异性。这也是目前改善蛋白质性能最有前途的方法。

值得一提的是,阿诺德是第五位获得诺贝尔化学奖的女性。此前获奖的女性包括居里夫人母女,以及在1964年得奖的英国科学家霍奇金(Dorothy Crowfoot Hodgkin)和2009年得奖的以色列科学家约纳特(Ada Yonath)。


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乔治·史密斯现年77岁,美国密苏里-哥伦比亚大学的生物学教授。他本科毕业于哈弗福德学院,又在哈佛大学获得细菌学和免疫学博士学位。

 

乔治·史密斯最早发明了噬菌体展示技术,当时他将多肽融合表达到丝状噬菌体的pIII蛋白上,成功证明了可以在丝状噬菌体上展示多肽。George Pieczenik 的一份专利也阐述了噬菌体文库的构建。这一技术后来被分子生物学实验室的 Greg Winter 和 John McCafferty、Scripps 研究所的 Lerner 和 Barbas 以及德国癌症研究中心的团队进一步开发和优化,用于展示诸如抗体的治疗性蛋白。

 

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67岁的格雷戈里·温特来自英国,毕业于剑桥大学,是蛋白质工程领域的权威。他曾任剑桥大学三一学院副院长、以及医学研究会分子生物学实验室副主任和蛋白质及核酸化学部门主任。2004年,温特因其对分子生物学的贡献而被封为爵士。 

温特最重要的成就之一是他成功地在试管中直接开发“人源”抗体,而不需要杂交瘤和实验动物免疫。他体外生产抗体的新技术为开发新的诊断程序和治疗方案铺平了道路,并且沿着这些路线已经开始了若干成功的临床试验。

噬菌体展示技术(phage display technology)是将外源蛋白或多肽的DNA序列插入到噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置,使外源基因随外壳蛋白的表达而表达,同时,外源蛋白随噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面的生物技术。

关于诺贝尔化学奖:

自1901年至2017年,诺贝尔化学奖共颁发了109次。值得一提的是,以遗产设立该奖项,发明了硝化甘油炸药的诺贝尔本人就是瑞典著名化学家。

 

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由于在过去一个世纪中,物理、生物、生物物理、生物化学等领域的研究成果都曾斩获化学奖,因此诺贝尔化学奖也被戏称为“诺贝尔理综奖”。例如在2017年,来自瑞士、美国和英国的三位生物物理学家凭借在冷冻电子显微术领域的贡献而斩获诺贝尔化学奖。

在177位获奖者中,唯一获得过两次诺贝尔化学奖的是英国生物化学家桑格尔(Frederick Sanger)。他在1958年凭借开创蛋白质测序领域,测定胰岛素氨基酸序列而首次获奖,之后在1980年因发明测定DNA序列的方法梅开二度。

根据诺贝尔奖官网统计,诺贝尔化学奖得主的平均获奖年龄为58岁。到目前为止,最年轻的化学奖得主是时年35岁的法国科学家约里奥-居里。他和妻子,即居里夫人的女儿因为发现人工放射性而共同获得1935年的诺贝尔化学奖。此外,居里夫人也曾因为发现钋和镭获得过1911年的诺贝尔化学奖。

迄今为止,共有三位诺贝尔化学奖得主拿过不止一次诺贝尔奖。除了两次斩获化学奖的桑格尔、获得物理学奖和化学奖的居里夫人以外,美国化学家鲍林(Linus Pauling)则将1954年的化学奖和1962年的和平奖收入囊中。前者的获奖成果是化学键研究,而后者则是为了表彰鲍林在1950年代积极反对把科研成果用于战争,特别是反对核战争。


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