第71章 1972年度 克里斯廷·波默·安芬森 斯坦福·莫尔 威廉·霍华德·斯坦
因确定蛋白质一级结构以及核糖核苷酸酶的活性区位而荣获1972年诺贝尔化学奖
克里斯廷·波默·安芬森
克里斯廷·安芬森（美国，1916～1995年），1916年3月26日生于美国宾夕法尼亚州莫内森，1937年毕业于斯沃思莫尔大学，1939年获宾夕法尼亚大学理学硕士学位后，赴丹麦卡尔斯伯格研究所深造，1940年返回美国后到哈佛医学院学习，1943年获哈佛大学生物化学博士学位后留任哈佛药理学院直至1950年。1950年至1982年，先后任职于丹麦卡尔斯伯格研究所、斯德哥尔摩诺贝尔研究院、哈佛大学、美国国家疾病研究所。1982年后任职于霍普金斯大学直至离休。1995年5月14日，安芬森逝世于哈佛马里兰。
安芬森的父母都是来自于挪威的移民，父亲是工程师，家境较好，安芬森从小受到良好的教育。父亲对他寄予了很高的期望，由于对自己专业的偏爱，他希望安芬森也成为一名工程师，以继承自己的事业。因为从事技术比从事化学、生物研究等纯科学研究更易找到理想的职位和稳定的收入。尽管如此，当父亲了解到儿子的志向后，并没有将自己的意志强加给安芬森，他充分尊重孩子的选择。兴趣是成功的钥匙，这在很多成功者的经历中都得到验证。中学毕业后，安芬森考入斯沃思莫尔大学学习化学，他不仅成绩优秀，其他各方面也都很突出。安芬森继承了父辈北欧人的遗传基因，身材高大、体格健壮而匀称，而且英俊潇洒，言谈幽默风趣。他既是棒球和橄榄球场上的健将，也是一流的舞者，在学校里深受异性青睐。甚至当他70岁时，仍有人说他像曾作为电影演员的美国总统罗纳德·里根。但无论是橄榄球还是当时流行的吉特巴舞，都没有让安芬森失去自我，科学研究和发现才是他最大的快乐。他将更多的精力放在学习上，各种娱乐活动只不过是调节生活的一种手段。体育运动既让他练就了强健的体魄，又使其能在学习中保持旺盛的精力和灵敏的思维，同时也享受生活的乐趣。
获奖后的安芬森谢绝了担任国家研究所负责人的任命，他不想把精力耗费在无谓的人事关系中。他认为，任何荣誉都不及在科学研究中获得新发现更能让自己感到满足。功成名就的安芬森不改初衷，将科学发现当做自己的人生目标和最大乐趣。安芬森的成功是因为他从不曾脱离过实验，但又决不仅仅依靠实验，他将自己在有机合成领域的特长运用于现代生物工程技术中，加上冷静思考、勤奋实干，命运的天平最终偏向了他。
20世纪50年代初，安芬森开始对核糖核酸酶进行研究。“二战”期间，芝加哥阿穆尔公司就已经从牛胰脏中提取出核糖核酸酶。安芬森用纸色谱分析出核糖核酸酶的分子构象，后经弗雷德里克·桑格的进一步确定了部分核糖核酸酶链的基本结构和氨基酸序列。20世纪70年代中期，安芬森探究干扰素并证明干扰素是一种具有抗癌活性的含糖蛋白质，他从淋巴细胞中将其分离并测定出其基本结构。
20世纪80年代，他着重研究各种酶的纯化及重新激活等特性。他用尿素的2-巯基乙醇溶解处理，破坏蛋白质链中的氢键和双硫键，使之变性，伸展的核糖核酶不再具有活性。经透析法除去最初加入的试剂后，酶可恢复初始构象和活性。这一反应过程最显著的特征是，虽然由伸展的肽链在恢复蛋白质的三级结构时，8个硫基形成4对二硫键共有105种可能方式，但它们却总是以同一种正确方式形成。这说明氨基酸序列含有足够的信息去决定蛋白质三维构象的形成。安芬森假设：蛋白质在一定环境中能够采用特定的构象以使整个体系的能量降至最低，这就是蛋白质链折叠的热力学假设。后来，安芬森的蛋白质体系研究结果也验证了这一假设。
安芬森的研究工作确立了蛋白质结构及其功能间的关系。这使人们可以通过对蛋白质的理论研究来确定其构象或肽链顺序。今天的科学家们在计算机上通过分子模型来设计肽链的合成，正是基于他的研究工作。
安芬森一生致力于研究蛋白质结构与功能的关系，如蛋白质的水解、合成、结构与遗传基础等。安芬森研究酶以及蛋白质结构对其生理活力的适应能力，阐明了蛋白质结构和细胞功用间的关系。他认为，蛋白质的立体结构是由氨基酸序列（蛋白质的一级结构）自动决定，人为使其变性的酶，一旦除去变性因素，可以自然恢复其原有的立体结构，其性能也将随之得到恢复。安芬森在《进化的分子基础》中提出了用标记分子生物化学演变的方向。由于安芬森对核糖核酸酶分子结构的研究成果，与莫尔、斯坦共获1972年诺贝尔化学奖。
斯坦福·莫尔
斯坦福·莫尔（美国，1913～1981年），生物化学家。1913年4月13日生于美国芝加哥，1935年毕业于范德比尔特大学，1938年获威斯康星大学有机化学博士学位。主要供职于纽约洛克菲勒医学研究所。第二次世界大战期间，随军参加新型炸药的开发研究，战后重返研究所同威廉·霍华德·斯坦长期合作，从事氨基酸分析法研究，1981年在美国纽约逝世。
莫尔和斯坦所有的研究几乎都是两人合作完成的，他们主要对蛋白质水解物中氨基酸的分析分离进行研究。1948年，他们设计了世界上第一台分析蛋白质水解物中17种常见氨基酸的自动测定装置。随着小颗粒的制备成功，人们发现由于树脂中既含有亲水性极性离子交换基团，又含有疏水性的基本分子骨架，因此，对不同极性的氨基酸可以得到较高效率的选择性分离结果，莫尔和斯坦首先在8%交联度的色谱柱上取得成功，分析时间短缩一半。1954年将分析时间缩短至48小时，到1958年，他们仅耗时24小时即可得出结果。1973年，莫尔发现脱氧核糖核酸酶A的化学结构后又继续确认核糖核酸酶活性中心，同时还研究链球菌蛋白酶中巯基（-SH）和谷氨酸残基的活性以及胃蛋白酶活性中的羧基酯化问题。从蛋白质的分离和分析方法研究的基础工作出发，莫尔用20余年的努力，建立了从常量（摩尔水平）到超微量分析的操作步骤，从化学结构研究发展到结构中活化中心的研究，为进一步探索蛋白质结构奠定了基础。
威廉·霍华德·斯坦
威廉·霍华德·斯坦（美国，1911～），1911年9月11日生于纽约。1933年毕业于哈佛大学，1938年获得哥伦比亚大学医学博士学位。斯坦主要任职于纽约洛克菲勒研究所，还兼任芝加哥大学、哈佛大学教授，美国《生物化学杂志》主编。1980年逝世于纽约。
1934年，斯坦开始研究蛋白质化学，1938年以《蛋白质弹性硬朊的氨基酸含量》的研究论文获博士学位。1939年后，斯坦开始蛋白质中氨基酸的分析研究，他与莫尔长期合作对蛋白质化学的光谱进行分析研究。1945年，他们对牛胰脏中的核糖核酸酶A的结构进行研究测定，斯坦改进纸色谱法，发明应用离子交换树脂的柱层分析法，将蛋白质中各种不同的氨基酸实现了有效分离，并测定其中的准确含量。1960年，斯坦等成功测定出牛胰核糖核酸酶A的一级结构。
斯坦主要从事蛋白质、肽和氨基酸的研究，他阐明了酶活性区位和催化作用以及酶的活性和酶与底物作用的机理，测定出牛胰脏中的核糖核酸酶A的结构，发展了研究氨基酸试剂和可定量测定蛋白质水解产物与生物液体中氨基酸和缩氨酸的色层分离方法。他发明氨基酸自动分析仪并得出核糖酶的结构式，描绘出酶的活性区位图。斯坦还利用色层分离法对链球菌蛋白酶、胃蛋白酶进行研究。斯坦也因此与安芬森、莫尔同获1972年诺贝尔化学奖。
