邹承鲁

        邹承鲁,生物化学家,1923年5月生于山东省青岛市。1945年西南联大化学系毕业,1951年获英国剑桥大学博士学位。1980年当选为中国科学院学部委员(院士)。历任中国科学院生物化学研究所、生物物理研究所研究员,生物大分子国家重点实验室主任,中国科学院生物学部主任,学部主席团委员,全国政协委员、常委。第三世界科学院院士。曾任美国哈佛大学访问教授,国立健康研究所Forgarty研究员。研究生期间,在国际上最早用蛋白水解酶部分水解方法研究蛋白质结构功能关系,论文在英国《Nature》杂志单独署名发表。1951年回国后的早期工作,为我国酶学研究奠定了基础。参与发起胰岛素人工合成工作,负责A、B链的拆合,从而确定了合成路线。他的研究成果之一蛋白质必需基团的化学修饰和活性丧失的定量关系公式和作图法,已被国内外一些教科书和专著作详细的介绍,被称为“邹氏公式”和“邹氏作图法”。酶作用不可逆抑制动力学理论和反应速度常数的测定方法,也已得到国际上广泛采用。近年来,研究发现胰岛素A、B链含有形成完整分子的结构信息;酶活性部位具有较高柔性并为酶活性所必需等,这些都是开创性工作。他已在国内外发表科学论文二百余篇。曾获国家自然科学奖一等奖两次,二等奖四次,第三世界科学院奖,陈嘉庚生物学奖及何梁何利基金科学与技术进步奖等。自传曾在国际上有影响的生物化学丛书中的生物化学史部分发表。邹承鲁在科学上的贡献已载入史册。
        邹承鲁,生物化学家,1923年5月生于山东省青岛市。1945年西南联大化学系毕业,1951年获英国剑桥大学生物化学博士学位,1980年当选中国科学院学部委员(院士)。1951年回国后历任中国科学院生物化学研究所副研究员、研究员、室主任,1970年至今在中国科学院生物物理研究所任研究员,曾任生物大分子国家重点实验室主任,生物物理所副所长;中国科学院学部主席团委员,生物学部主任等职。1978年至1997年任全国政协第五届至第八届委员及八届常委。现为第三世界科学院院士,美国生物化学与分子生物学会荣誉会员。曾多年担任一些国内外重要科学期刊编委,包括中国科学和科学通报副主编,Analyt-ical Biochemistry(美国)及Biochimica et Biophysica Acta(荷兰)编委,FASEB Journal(美国)及Biochemistry(美国)顾问编委等。1981年至1982年应聘担任美国哈佛大学访问教授。1986年~1990年间分期担任美国国立健康研究所Fogarty研究员。
        他从事科学研究五十余年来,所取得的主要科技成就和贡献如下。
        一、蛋白质结构与功能的关系
        20世纪60年代以前,对蛋白质进行化学修饰是研究蛋白质结构功能关系的主要方法,但累积的大量数据在整体上还是处于一种定性描述状态。60年代初期邹承鲁基于统汁学的方法提出:如果在修饰反应中同时包括i个必需基团,在修饰过程中保留活性的分子只能是那些所有必需基团都未遭破坏的分子,因此活性剩余分数应为必需基团剩余分数的i次方。基于他提出的新原理,再针对蛋白质化学修饰反应中常见的一些情况,邹承鲁提出了必需基团修饰程度和活性丧失的定量关系式和由此得出的一系列作图法,以判断必需基团的性质和必需基团的数目。这一方法发表后,得到国际上广泛采用,其关系式和作图法分别被国际同行称为“邹氏公式”和“邹氏作图法”,并已多次被国内外的一些教科书和专著详细介绍。邹承鲁的论文中,考虑了对蛋白质进行化学修饰的六种可能的不同情况,又根据当时文献中已有的大量数据,针对各种不同情况逐一进行了分析。结果表明,一个蛋白质分子虽然常常含有多个同类基团,但其中只有少数是为蛋白质表现活性所必需的。可见对酶分子而言,其活性部位仅处于整个酶分子的很有限的局部区域。这一新的结论改变了当时流行的理论,已为三十年来多方面的大量实验事实所充分证明。本项工作获1987年国家自然科学奖一等奖。
        “文化大革命”结束后恢复工作,他研究发现甘油醛-3-磷酸脱氢酶在活性部位能形成荧光衍生物,论文1979年在英国《Nature》杂志发表,本项工作获国家自然科学奖三等奖。
        二、细胞色素与呼吸链酶系
        在国际上最早提出用蛋白水解酶有限水解方法研究蛋白质结构与功能的关系。该方法半个世纪以来一直被生物化学家广泛运用。细胞色素c在细胞内结合在线粒体上,邹发现经纯化后其配体结合性质发生了明显变化,这是纯化蛋白质与在体内时性质差异的首次报道。20世纪40年代普遍认为细胞色素b就是琥珀酸脱氢酶,邹证明了它们是完全不同的两个物质。回国后与王应睐等合作纯化了琥珀酸脱氢酶,充分证明其与细胞色素b无关,并发现其辅基是与蛋白分子共价结合的FAD,这是第一个被发现与蛋白质共价结合的FAD辅基。
        三、胰岛素分子A链和B链的拆合
        1958年他参加发起人工合成胰岛素工作,并负责胰岛素分子A链和B链的拆合。胰岛素是由两条肽链通过两对二硫键联结而成,此外在A链上还有一对链内二硫键。在考虑到的各种合成方案中,最为简便易行的是分别合成A链和B链,然后通过巯基的氧化使两条链正确组合,但关键问题是还原的A链和B链是否能通过氧化而形成天然的胰岛素分子,国外许多人对此做的尝试都以失败告终。除了像催产素那样的小肽以外,当时还没有一个含二硫键的蛋白能在还原后通过氧化而成功地再生。这个决定合成路线的前提问题恰恰是一个尚无先例的未知问题。胰岛素拆合工作的成功立刻确定了先分别合成A链和B链,然后将A链和B链再组合而生成活性胰岛素的合成路线,为完成国际上第一个蛋白质-胰岛素的人工合成做出了重要贡献。胰岛素人工合成工作集体获1981年国家自然科学奖一等奖。
        “文化大革命”后,他进一步开展胰岛素拆合机理的研究,在理论上阐明了拆合成功的本质,即胰岛素A链和B链本身已经具有一定的结构,并能在溶液中相互识别和相互作用而正确配对,它们已经含有形成天然胰岛素正确结构的全部信息。该工作获1994年国家自然科学奖二等奖。
        四、酶活性不可逆抑制动力学
        酶活性的抑制对于研究酶作用的机制和药物设计都是十分重要的。在酶学教科书中通常只有对酶的可逆抑制动力学有所论述。邹承鲁认为无论对酶活性部位性质的探测还是药物设计,不可逆抑制有更为重要的意义。他最早系统地对酶的可逆与不可逆抑制动力学提出了统一的理论。这一理论证明,以往在可逆抑制方面广泛采用的底物与抑制剂之间的竞争概念,对不可逆抑制同样适用;并进一步发展了不可逆抑制反应速度常数测定的新方法。经过多年来在理论上的发展和实验上的验证与推广,邹的理论和方法现在都已经为国际上普遍接受并得到广泛的采用,此项工作获1993年国家自然科学奖二等奖。
        五、酶活性部位的柔性
        从1984年以来,邹用自己创立的动力学方法,从变性平衡态和变性动力学两方面比较研究了多种不同类型的酶在变性过程中构象和活力变化的关系,发现变性时酶活性的丧失先于可察觉的构象变化。在进一步大量实验的基础上提出了“酶活性部位处于分子的局部区域并柔性较高”的假说。针对国际上一些不同的意见,排除了变性剂的抑制和寡聚酶解聚等可能性,以充分的论据论证了酶活性部位柔性学说的正确性。在邹承鲁等最早的论文发表后,国际上有几十个实验室用不同的酶进行了类似的研究,都得到相同的失活先于构象变化的结果。邹随后用荧光及自旋试剂进行探测直接证实了酶活性部位构象变化确实发生在整体构象变化之前并与活性丧失同步。进一步用蛋白酶部分水解的结果也说明在变性过程中,酶分子整体构象尚未发生变化之前,活性部位构象已开始松散,因而较易受到蛋白水解酶的作用。接着又根据某些酶在特定条件下被激活的研究,发现酶在活化时活性部位柔性增加;而限制酶活性部位的柔性则可以导致酶活性下降。根据这些新的结果,邹又提出“酶活性部位柔性为酶充分表现活性所必需”。这些研究结果是自19世纪Fischer提出酶作用的“锁钥学说”和上世纪50年代Koshland的“诱导契合学说”以来酶作用机制研究中的又一重大进展;同时也把蛋白质变性研究从单纯的结构研究提高到与功能密切结合的新水平。此项工作获1998年国家自然科学奖二等奖。
        六、新生肽链的折叠与分子伴侣
        邹承鲁对新生肽链的折叠提出了一个新的假说,他认为新生肽链卷曲折叠既与合成同步进行,又在延伸过程中不断调整,并在合成完成后经最后的修正而完成。近十年来对这一设想所进行的实验已初步证实了这一设想。最近又和王志珍共同提出“蛋白质二硫键异构酶既是折叠酶又是分子伴侣”的假设,打破了与蛋白质折叠密切有关的酶和分子伴侣两大类帮助蛋白之间的界限。这一设想也已得到国际上许多实验室体内外实验结果的证实,并为国际科学界所接受。此项工作获2002年国家自然科学奖二等奖。
        邹承鲁已经为我国生物学界培养了一大批人才,不少现在已经是国内外知名的科学家,其中包括中国科学院院士三名。自建立学位制度和博士后制度以来,他已培养了博士30余名,博士后8名(包括来自美国和德国各一名)。
        邹承鲁在国内外重要刊物发表科学论文207篇。进行检索的107篇论文被引用3138次,其中他引2765次。由于在生物化学领域内的贡献,邹承鲁曾获1992年第三世界科学院生物学奖,国家自然科学一等奖两次,二等奖四次,三等奖一次。他是我国唯一的应邀在有影响的国际性丛书《Comprehensive Biochemistry》生物化学史部分发表自传的生物化学家,他的贡献已载入国际生物化学史册。
        邹承鲁多次撰文并在不同场合公开发表意见,维护科学尊严,反对科学界的不正之风。他一贯坚持科学上的重大决策应该充分听取科学家的意见,反对用行政手段决定科学问题的是非。他主动地、满腔热情地为中国科学和教育的发展谏言献策。邹承鲁认为科学上的贡献只能通过持之以恒踏实的工作,在科学期刊上公开发表论文,经过国内外科学界反复实践,逐渐取得国际公认。早在1981年由邹承鲁执笔,多位院士署名,在报刊上发表多篇关于维护科学道德和正确评价基础研究成果等问题的文章,引起有关领导、科学家和媒体的注意。邹承鲁为维护科学尊严所做的努力,得到了广大科学界的赞赏和尊重。

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