頂尖生物學家之一的亞瑟·科恩伯格酶的情人

科恩伯格

酶是科恩伯格一生摯愛和追求的對象，他堅信酶在細胞功能中的核心作用。他發現了30多種酶，如馬鈴薯核苷酸焦磷酸酶、磷脂酸合成酶、多磷酸合成酶、DNA聚合酶等。其中，由于在1955年發現了DNA聚合酶，他與奧喬亞(發現RNA聚合酶)共享1959年的諾貝爾生理或醫學獎。

獲得諾貝爾獎

酶在我們生存的這個世界裡，是一種無處不在的生物體，它們頑強，但卻對存在的環境十分敏感。酶的本領極大，人類本身缺少酶幾乎無法生存。酶可以為化學家服務，制造、合成很多極為特殊的物質如特殊的藥品、食品等等。科恩伯格指出：“對我們的生命而言，自然界中找不到像酶那樣重要的任何其他物質。”所以科恩伯格一生愛酶極深，研究了一生。而且這種對酶的癡迷帶給科恩伯格生活中無限的樂趣，科恩伯格在實驗的大腸杆菌提取液中含有的DNA聚合酶，在1957年就被他分離純化，就是至今仍在全世界各個分子遺傳學實驗室裡經常使用的“大腸杆菌DNA聚合酶Ⅰ”，又稱“科恩伯格酶”，DNA聚合酶，又稱DNA依賴的DNA聚合酶（DNA—dependent DNA polymerase，DNA pol），它是以親代DNA為模闆，催化底物dNTP分子聚合形成子代DNA的一類酶。

DNA結構

1918年3月3日，亞瑟·科恩伯格（Arthur Kornberg，1918-2007）生于美國紐約市布魯克林，科恩伯格自幼聰慧過人，在讀中學的時候，他就連跳兩級，在考慮第三次越級時，他的兄長馬丁顧慮到他社會行為能力的調适，而阻止了這次的行動。不過待亞瑟·科恩伯格進入林肯高中就讀後，仍然比其他同學早一年完成學業，科恩伯格依靠獎學金進入了紐約市立學院，于1937年在紐約城市學院獲理學學士學位。此後他又靠别的獎學金在羅徹斯特大學學醫，1941年在羅切斯特大學獲醫學博士學位，1942年進入美國國立衛生研究院做從事研究工作，1947年，他組建了酶學研究室并任主任，1953~1959年，他應聘華盛頓大學醫學院微生物學系任教授，1959年，他組建了斯坦福大學醫學院生物化學系并任教授至今。他是英國皇家學會會員，同時也是美國國家科學院（United States National Academy of Sciences）和美國藝術與科學研究院（American Academy of Arts and Sciences）院士，半個多世紀以來，他一直活躍于生物化學研究領域，并于1965年當選為美國生物化學學會主席。

科恩伯格酶

他的研究成果對分子遺傳學、基因克隆、基因測序、基因診斷以及基因組計劃等現代遺傳學的各個重大問題都起到了至關重要的作用。

DNA複制

科恩伯格在獲得諾貝爾獎後沒有止步不前。他清楚地知道，他在體外合成的DNA是沒有活性的。那麼，能不能在體外合成有活性的DNA分子呢？1967年，他以大腸杆菌φⅩ174噬菌體DNA為材料進行體外複制實驗，φⅩ174的基因組是單鍊環狀DNA，共5 386個核苷酸。細胞内的情況是：當φⅩ174感染大腸杆菌時，單鍊環狀DNA進入細菌，很快就按堿基配對原則合成其互補鍊，構成雙鍊環狀的“複制形式DNA”。一般把噬菌體顆粒中的單鍊稱為“ 鍊”，進入細菌後合成的互補鍊稱為“-鍊”。在細菌内複制時，是以-鍊為模闆，按“滾環” 方式合成許多個 鍊。這些 鍊與蛋白外殼構建成新的φⅩ174從細菌内釋放出來。科恩伯格基本上仍用1956年所用的方法（但增加了連接酶，使新合成鍊的最後一個核苷酸的3′ 端羟基和最初第一個核苷酸的5′ 端磷酸基連接起來形成環狀）,以φⅩ174 鍊DNA為模闆，在體外合成-鍊，又以-鍊為模闆，在體外合成 鍊。體外合成的φⅩ174 鍊DNA能感染大腸杆菌，在細菌内能複制，最後從細菌内釋放出許多φⅩ174噬菌體顆粒，具有原來φⅩ174噬菌體的全部特性。由此，人類首次在試管内合成了具有生物學活性的DNA分子， 科恩伯格在DNA體外合成方面所取得的成就，其影響跨越時代極為深遠。

分子生物學學習

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!