施教耐,植物生理和植物生化学家,1920年11月生于福建晋江市。自幼随父亲定居于菲律宾,在马尼拉接受初级和中级教育。1940年中学毕业后回国升学。1944年毕业于浙江大学生物系,留校任植物生理学助教。1950年到中国科学院实验生物研究所植物生理研究室任助理研究员。自1953年植物生理研究室改为研究所以来,先后任该所的助理研究员、副研究员(1960)、研究员(1982)等职。曾兼任植物生理研究所的学术委员会主任、上海市植物生理学会秘书长、副理事长等。1991年被选为中国科学院学部委员(院士)。 施教耐至上海工作后,师从我国著名植物生理学家罗宗洛先生,从事植物中微量元素的生理功能及根系离子吸收机制的研究。20世纪50年代国内橡胶原料短缺,进口困难,国家计划开发海南岛及西双版纳橡胶树种植事业。为此,中科院有关研究所派出部分工作人员组成海南橡胶工作站,到海南岛詹县那大的热带作物研究所工作。施教耐与植物生理研究所部分人员参加由有机化学研究所、生物化学研究所、华南植物研究所等单位组成的橡胶生物合成课题组。由于当地设备条件的限制,工作无法开展,只能因地制宜作了不同栽培条件下橡胶树产胶、排胶规律和胶乳成分变化的研究,供生产单位参考。 20世纪60年代初,施教耐开始了植物代谢和植物酶的研究工作。他和他的同事在植物脂肪合成及其调节研究中,为了阐明植物脂肪形成所需碳架及还原力来源,他们深入探讨油菜籽实形成过程中糖代谢的变化与脂肪合成的关系。工作表明:油菜籽实发育过程中,最初是糖的积累,接着脂肪才大量形成。此时,糖降解中的糖酵解途径(EMP)由强转弱,而磷酸戊糖途径(HMP)则大大加强。其转折点正与脂肪大量形成相一致。与此同时,三羧酸循环与乙醛酸循环亦有相互消长关系。此外,他们还发现油菜幼荚中有一种内源抑制剂存在,经红外光谱等技术鉴定,它可能属于类黄酮或其衍生物。此抑制剂对磷酸戊糖途径的关键酶、G6P脱氢酶和6GP脱氢酶的活性有强烈抑制效应。其含量随着幼荚的成长逐渐消失,恰与籽实中糖代谢途径的转换和脂肪大量形成的时间相符合而引人注目。 “文革”期间基础理论的研究工作处于停顿状态,施教耐转而从事纤维素酶的应用研究。他和课题组成员从全国各地采集了上千个样品中筛选出几株优良产酶菌株。通过直线加速器、60Co、紫外线和亚硝基胍、硫酸二乙酯等物理的、化学的方法处理后,他们从拟康氏木霉的野生株、1096和M03,分别选得两个变异株,EA3—867和N:—78。它们的产酶能力大大高于其野生株,而且可用于工业酶制剂的生产中。 1978年,在殷宏章先生的建议和指导下,中科院上海植物生理研究所光合作用室开展了光合碳代谢的研究。施教耐和他的学生在二氧化碳固定和同化的关键酶研究中,着重对C4一植物和CAM一植物叶片中的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPcase)的分子结构和调节特性进行研究。他们运用化学修饰和酶与配基结合手段,阐明了酶活性中心必需的氨基酸残基和酶具有多调节位点的特性。通过酸变性和冷处理,了解到酶亚基的解离——聚合是酶活性调节方式之一。酶的远紫外圆二色性(CD)光谱分析表明:酶蛋白属于高。—螺旋度及无规卷曲和没有p—折叠的类型。这种类型倾向于产生球状构象,对外界的物理、化学因素极为敏感。此酶的温度稳定性、胍变性、脲变性的研究结果充分说明它的这一特性。应用二亚酰胺酸二甲脂类双功能试剂与酶亚基交联和SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳分析等技术,弄清了C4植物高粱中的PEP羧化酶四个亚基是以同构缔合方式相连接,其四级结构具有D》对称性,在空间上可能排布成拟四面体结构。从酶的动力学分析,化学修饰和蛋白限制性水解等工作得知:此酶在溶液中存在多构象状态。近紫外CD光谱和紫外差示光谱分析进一步证明:此酶在构象上高度可挠性。在不同条件下,可引起酶的活性,酶的调节特性和稳定性的变化。在光/暗转换、水分亏缺等环境因素对PEPease基因表达和蛋白合成影响的工作中,阐明了光除了对酶的活化外,还可在基因转录水平上提高高粱酶蛋白的合成。水分亏缺可增加露花(一种可诱导CAM植物)PEPease蛋白含量及提高该酶的活性。恢复供水一定时间后,酶蛋白含量和酶活性降至干旱前的水平。这些结果对植物光合碳代谢和光合效率的提高具有重要意义。 施教耐及其合作者共发表论文90余篇,其中部分工作曾于1978年获得全国科技大会
奖及1988年中国科学院科技进步二等奖。
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