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阿龙切哈诺沃

阿龙切哈诺沃(Aaron Ciechanover)博士,以色列生物学家、化学家,第一位获得科学类诺贝尔奖的以色列人, 以色列人文和自然科学院院士、美国国家科学院外籍院士、中国科学院外籍院士,中国南京大学名誉教授,南京大学化学与生物医药科学研究所所长。1947年生于以色列海法,1981年在以色列海法工学院获医学博士学位,1984年在麻省理工学院从事博士后研究,1980年在以色列海法市工学院任教,1992被聘为教授。2004年与以色列科学家阿夫拉姆赫什科(Avram Hershko)、美国科学家欧文罗斯(Irwin Rose)发现了泛素调节的蛋白质降解(一种蛋白质降解的重要机理),共同获得诺贝尔化学奖。2013年12月19日当选中科院生物化学部外籍院士。 [1]

2004年度诺贝尔化学奖授予三名科学家两名以色列科学家阿龙切哈诺沃(Aaron Ciechanover)、阿夫拉姆赫什科(Avram Hershko)和一位美国科学家欧文罗斯(Irwin Rose),以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。其实他们的成果就是发现了一种蛋白质“死亡”的重要机理。他们突破性地发现了人类细胞如何控制某种蛋白质的过程,具体地说,就是人类细胞对无用蛋白质的“废物处理”过程。

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5

0年代的一些研究表明,事情恐怕没有这么简单。

2008年10月,南京大学决定聘请引进2004年度诺贝尔化学奖得主阿龙切哈诺沃 [3]担任该校新建“南京大学化学与生物医药科学研究所”所长,并以其为核心成员引进一支高水平的科研团队。研究所的主要目标是以有机化学为工具,探讨病理过程,并通过这个过程发明新的药物

2013年12月12日,2014诺贝尔奖获得者医学峰会官方网站 [4] 正式上线,标志着峰会筹备工作进入一个新阶段,峰会将于2014年3月23日-3月24日在北京隆重召开,5位诺贝尔奖获得者和中国医学产学研顶尖学者、企业家参与,将成为2014年中国医学界的盛会。

最初的一些研究发现,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。科学家发现,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。70年代未80年代初,今年诺贝尔化学奖得主阿龙切哈诺沃、阿夫拉姆赫什科和欧文罗斯进行了一系列研究,终于揭开了这一谜底。原来,生物体内存在着两类蛋白质降解过程,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。

这三位科学家发现,一种被称为泛素的多肽在需要能量的蛋白质降解过程中扮演着重要角色。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。

这三位科学家进一步发现了这种蛋白质降解过程的机理。原来细胞中存在着E1、E2和E3三种酶,它们各有分工。E1负责激活泛素分子。泛素分子被激活后就被运送到E2上,E2负责把泛素分子绑在需要降解的蛋白质上。但E2并不认识指定的蛋白质,这就需要E3帮助。E3具有辨认指定蛋白质的功能。当E2携带着泛素分子在E3的指引下接近指定蛋白质时,E2就把泛素分子绑在指定蛋白质上。这一过程不断重复,指定蛋白质上就被绑了一批泛素分子。被绑的泛素分子达到一定数量后,指定蛋白质就被运送到细胞内的一种称为蛋白酶体的结构中。这种结构实际上是一种“垃圾处理厂”,它根据绑在指定蛋白质上的泛素分子这种标签决定接受并降解这种蛋白质。蛋白酶体是一个桶状结构,通常一个人体细胞中含有3万个蛋白酶体,经过它的处理,蛋白质就被切成由7至9个氨基酸组成的短链。这一过程如此复杂,自然需要消耗能量。

后来很多科学家的大量研究证实,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。它如同一位重要的质量监督员,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。泛素调节的蛋白质降解在生物体中如此重要,因而对它的开创性研究也就具有了特殊意义。目前,在世界各地的很多实验室中,科学家不断发现和研究与这一降解过程相关的细胞新功能。这些研究对进一步揭示生物的奥秘,以及探索一些疾病的发生机理和治疗手段具有重要意义。

三名科学家在研究细胞控制蛋白质运动方面做出了卓越的成就,他们的研究在DNA修复和控制、治疗人类疾病方面具有重要意义。他们的主要工作发现泛素调节的蛋白质降解,是在20世纪70年代到80年代间完成的。早在1942年,科学家们就已发现了蛋白质分子的降解现象,其中赫什科也属于早期探索者之一,但这个阶段他们一直把研究方向瞄准三磷酸腺苷(ATP)的作用。20世纪70年代至80年代间,切哈诺沃与赫什科曾在罗斯主持的福克斯蔡斯癌症研究中心做访问学者。在这期间,他们联名发表了一系列论文,揭示了泛素调节的蛋白质降解机理,指明了蛋白质降解研究的方向。三位科学家在1979年12月10日一期美国《全国科学院学报》上连续发表的两篇文章,被诺贝尔化学奖评选委员会称为“突破性成果”,并奠定了他们获得诺贝尔奖的基础。

三位科学家中最年轻的阿龙切哈诺沃于1947年出生在以色列城市海法,阿夫拉姆赫什科1937年出生,都是以色列工学院的教授。1926年出生的欧文罗斯目前任职于美国加利福尼亚大学欧文分校。

1981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,是该学院生物化学部的教授,同时兼任拉帕波特2004年诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙切哈诺沃、阿夫拉姆赫什科和美国科学家医学研究学院的负责人。 2004年诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙切哈诺沃、阿夫拉姆赫什科和美国科学家,他是以色列7位诺贝尔奖得主之一。

在医学或生理学领域,诺贝尔奖得奖项目代表了该学科的研究热点和方向,他们所具有的科学精神和崇高的理想境界对人类社会的发展影响深远,具有极深的教育意义。“2014诺贝尔获得者医学峰会”,将于2014年3月23日-24日在北京召开,本次峰会特别邀请到5位诺贝尔奖获得者,我国医学领域的产学研领域的顶尖人才将参会。本次峰会,向我国广大的医务、医药工作者及管理者了解到国际前沿思想和最新研究动态提供了很好的机会,对于推动世界医学前沿技术在我国的应用、促进我国生物医学研究、加速国内生物技术产业化进程、推动医学领域的金融投资发展、在社会上推广现代医学技术信息,有着不可估量的重要作用。

瑞典皇家科学院2004年10月6日宣布,将2004年诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙切哈诺沃、阿夫拉姆赫什科和美国科学家欧文罗斯,以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。

瑞典皇家科学院秘书长贡诺厄奎斯特带着两名化学奖评委代表笑容可掬地出席了宣布仪式。由于此前揭晓的生理学或医学奖以及物理学奖得主全是美国科学家,因此当厄奎斯特宣布两名以色列人和1名美国人获得今年的化学奖时,全场不约而同地松了口气。

评审委员会说,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3位科学家却独辟蹊径,于上个世纪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。

评委们指出,“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。

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。

在宣布大厅,工作人员当场把电话接到了获奖者之一阿龙切哈诺沃在以色列海法的家中。尽管切哈诺沃语速极快的以色列英语让很多人不得不最大限度地竖起耳朵,但现场所有人还是从他一些颤抖的语音中感受到了一种兴奋。

切哈诺沃笑言,还没来得及把消息告诉亲朋好友,也没想以后怎么用这笔奖金,“在此刻,我觉得我已经不是我自己了!”当记者问到,作为一名非美国人赢得科学类的诺贝尔奖有什么感受,他激动地说:“我深深为我的祖国感到骄傲!”切哈诺沃还说,他相信他们的发现对攻克癌症以及多种疾病会有很大帮助。 [1]

这是以色列人第一次获得科学类诺贝尔奖。此前,以色列人曾获得过和平奖和文学奖。评委代表拉尔斯特兰德在现场就评选人的国籍问题接受记者采访时说,他们在评奖时不考虑研究人员的民族和国籍,“我们只选择那些有最突出成就、对人类贡献最大的、最优秀的科学家”。


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