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胶原蛋白三螺旋50年:科学庆典

向G.N.Ramachandran致敬

[参与者]印度总统阿卜杜勒·卡拉姆在讲台上。从左到右依次为T.Ramasami、S.P.Thyagarajan、R.N.Mashelkar、Kapil Sibal、V.S.Ramamurthy和S.K。
布拉马查里。
G.N.Ramachandran(GNR)是一位杰出的晶体学家和结构生物学家。他开发的胶原蛋白模型经得起时间的考验,对理解这种重要纤维蛋白的作用做出了巨大贡献。他在结晶学方面的开创性贡献,尤其是在使用傅里叶技术和反常色散进行结构分析的方法方面,得到了广泛认可。Ramachandran图仍然是用于验证蛋白质结构的最简单、最常用的描述符和工具。他获得了许多奖项,包括1999年IUCr的埃瓦尔德奖。

对结构生物学的第一个重大贡献是与戈皮纳斯·卡塔一起提出纤维蛋白胶原的三螺旋结构。该提案于1954年发表在《自然》杂志上。2004年8月7日,S.K.Brahmachari、M.Bansal和T.Ramasami在新德里组织了题为“三螺旋50年:科学庆典”的研讨会,以纪念这一活动50周年。科学和工业研究理事会(CSIR)和科学技术部(DST)支持了这次研讨会和关于GNR生活和工作的纪录片的制作。CSIR总干事R.A.Mashelkar作了主题演讲。他以自己对聚合物的研究为例,强调了警惕处理意外和异常结果的重要性。DST秘书V.S.Ramamurthy主持了开幕式。

其中三位发言者是拉马钱德兰的前学生。M.Bansal是他的最后一名研究生,他研究了羟脯氨酸在胶原蛋白中的作用,并追溯了胶原蛋白螺旋三螺旋结构的发现历史。拉马钱德兰和卡塔在马德拉斯大学进行虚拟隔离工作,他们利用有限的生化和X射线数据对胶原蛋白模型进行概念化,这一方式确实引人注目。她自己的工作导致了对涉及羟脯氨酸的水介导氢键的重视。

Ramachandran阴谋的联合设计师C.Ramakrishnan随后描述了关于胶原模型结构中所谓的原子间短距离的争议是如何导致GNR小组彻底检查不同非键原子之间的最小允许距离的。从晶体结构数据来看,它们大大小于适当范德瓦尔斯半径的总和。这一重新检查导致了Ramachandran图,该图以图形方式说明了多肽构象的限制。当时,只有一种球状蛋白的结构已经确定。现在,经过四十年和数千次结构测定,Ramachandran图仍然是描述和验证蛋白质结构的一个非常重要的工具。

另一名学生A.S.Kolaskar讨论了Ramachandran对计算生物学和生物信息学发展的贡献。他在GNR的工作涉及到由于酰胺氮的金字塔性质而导致的肽单元的非平面性。非平面性是通过量子化学计算和晶体结构数据分析确定的。

M.Vijayan是GNR在班加罗尔印度科学研究所设立的分子生物物理单位(MBU)的前负责人,他处理了GNR在晶体学方面的遗留问题。他提到了GNR对使用反常色散进行结构分析的贡献。Ramachandran的许多贡献本质上是理论或计算的。他热衷于在印度开创生物大分子晶体学,但这在他活跃的职业生涯中无法实现。然而,他在有生之年看到了MBU,他创建的两所学校之一,在印度高分子结晶学的发展中发挥了领导作用。

中央皮革研究所(CLRI)位于钦奈(前马德拉斯),毗邻20世纪50年代和60年代GNR工作的实验室。GNR在其X射线衍射实验中使用的胶原蛋白的原始样品实际上是由CLRI提供的。CLRI现任主管T.Ramasami描述了这种关联以及当前可用的胶原蛋白材料,尤其是他自己的研究所开发的材料。大量与胶原蛋白功能紊乱相关的疾病已经被确认。D.Balasubramanian的陈述与这些疾病有关,而S.S.Sriramachari则谈到与膳食蛋白质对胶原蛋白的影响有关的疾病。

上一次科学会议与基因组学有关。H.Yang(北京基因组研究所)概述了中国这一领域的活动。他描述了他们如何从人类基因组的1%测序到水稻基因组的100%测序。会议的主要组织者S.K.Brhamachari作了最后一次发言。他回忆起他作为MBU的研究生所做的关于脯氨酸羟基化的早期实验工作。他接着讨论了在德里他的研究所进行的主要计算基因组学和生物信息学研究,这些研究与实验研究相结合。

研讨会的一个亮点是印度总统阿卜杜勒·卡拉姆的出席。卡拉姆在成为总统之前,为印度的太空和国防努力做出了重大贡献。新任科学技术部长卡皮尔·西巴尔(Kapil Sibal)讨论了印度政府对科学研究的承诺,并承诺消除可能阻碍其有意义的追求的官僚瓶颈。总统还与学生进行了问答互动。

拉马钱德兰在结构生物学方面的积极研究生涯于近25年前结束,远早于2001年去世,但他仍然活跃在该领域。他可以说是在独立的印度工作过的最杰出的科学家。他展示了国际科学如何能够受到决定性的影响,即使是在条件困难的情况下,在不太发达的社区工作。8月7日的研讨会确实是对他的纪念。

M.维贾扬