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投票 | 谁能获得2017诺贝尔化学奖?

投票 | 谁能获得2017诺贝尔化学奖? 药明康德
2017-10-03
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导读:在留言里告诉我们你的答案吧

▎药明康德/报道


预测诺贝尔奖的归属从来不是一桩容易的事(相关阅读:为什么诺贝尔奖的预测这么难?),但这并不妨碍科学家们把诺奖季当作是一场盛大的科学派对,把预测诺奖得主当作是派对的重要助兴节目。明日,2017年的诺贝尔化学奖就将揭晓获奖者的名单了。哪些科学家可能获奖呢?


锂离子电池


锂电池是这个社会中不可缺少的事物。没有锂电池,手机和电脑就不会得到那么广泛的应用。光从对世界带来的巨大影响力而言,锂电池确实配得上获得诺贝尔奖。在过去的数年里,但凡预测诺贝尔化学奖的活动,无不将锂电池的发明列为重要候选之一。宾汉姆顿大学的Stanley Whittingham教授、德州大学奥斯丁分校的John Goodenough教授以及日本旭化成株式会社的Akira Yoshino博士这三名在锂电池发明上做出重要贡献的科学家,名字也一再被提及。然而,过去几年的诺贝尔化学奖评选结果却一再让他们失望。



今年,John Goodenough教授已经95岁高龄了。美国化学会(ACS)的诺奖预测活动中,《C&EN》的副主编Lauren K. Wolf博士也提到,留给这名长者的时间不多了。诺贝尔评选委员会是否会考虑这一事实,并将今年的荣誉颁发给这位伟大的科学家呢?答案将在明天揭晓。


当生命遇上无机化学


如果说生命是一场奇迹,那么电子、离子、原子与能量就是奇迹背后的奥秘。这些奥秘组成了有特定形状和特殊功能的分子,并参与到生物体的运作之中。拿血红蛋白做例子吧。我们现在知道,这个蛋白由9072个原子构成,其中,铁原子只有区区4个。然而,就是这4个铁原子,决定了血红蛋白的功能。类似的,锌、镁、钙、铜与锰等金属离子虽然含量不多,但对生物体至关重要——叶绿体的运作,呼吸链的进行,都离不开它们。人们知道蛋白质中的电子转移是这些生物进程的基础,但没有人知道,化学反应如何控制着生物系统内的电子转移。



加州理工学院的Harry Gray教授改变了这一情况。他在生物无机化学领域里做出了诸多关键贡献,让人们在原子水平上理解了生物系统中的电子转移过程。他在生物分子上的一系列工作表明,代的物理学工具和无机化学知识,如何能被应用到关键的生物学问题上。在他精心而巧妙设计的化学实验下,我们真正理解了那些对生命至关重要的生物学进程。


《C&EN》2017年“12名化学未来之星”获奖人之一,加州大学戴维斯分校(UC Davis)的Marie Heffern教授对Gray教授的成就赞誉有加。她认为“无论是配体场理论,生物系统中的电子转移,还是生物无机化学时代的开启,都足以让Gray教授赢得诺贝尔奖。


分子伴侣


为了行使正常的功能,蛋白质需要将自己折叠成特定的形状。可是,这一过程是怎么发生的呢?在20世纪50到60年代,美国NIH的Christian Anfinsen博士发现,蛋白质的氨基酸序列里已经储存了引导蛋白质折叠的相关信息。当他在试管里将一种纯化的蛋白酶变性之后,只要去除变性剂,已经变性的蛋白就能够恢复活性。这意味着蛋白质不需要其它帮助就可以自发地完成蛋白质折叠过程。Anfinsen因此于1972年获得了诺贝尔化学奖。这一发现对蛋白质折叠过程的研究也产生了深远影响——很长时间里,科学家们都认为细胞内产生的蛋白质就像试管里的蛋白质一样,能够自发完成折叠,不需要其它蛋白协助,也不需要额外的能量。


但是细胞内新生成的蛋白质所面对的环境跟试管中大不相同。细胞中新生蛋白的浓度往往远高于体外试验,而且同一时间内有成百上千种新生蛋白产生。在这种情况下,新生蛋白不但有可能因为折叠出错,成为没有功能的蛋白质聚集体,还有可能与其它新生蛋白相结合,扰乱多种蛋白质的折叠过程。那么,细胞是靠什么方法来避免这些错误的发生呢?



Franz-Ulrich Hartl教授(左)和Arthur L Horwich教授(右)


Franz-Ulrich Hartl 教授和Arthur L Horwich教授阐述了伴侣蛋白在帮助蛋白质折叠方面的机理。他们发现了伴侣蛋白(chaperone)在蛋白折叠中的重要作用,颠覆了关于蛋白质在胞内折叠的传统观念,建立起了从微生物到人类都适用的新原则。这一未曾被探索过的领域无论对基础生物学还是生物医药都具有重大意义。如果能获得诺贝尔奖,也是对他们工作的一大认可。


你的选择?


诺贝尔化学奖经常被戏称为诺贝尔“理综奖”,这是因为获奖人的领域经常属于生物学、甚至是物理学。但也正是如此,我们才得以看到,化学的影响力究竟有多广。化学突破早已跳出了纯化学的领域,全面推进了科学的进展。究竟谁能问鼎今年的诺贝尔化学奖?告诉我们你的答案吧!



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