讣告\(\def\h填{\hskip5em}\def\hfil{\hski p3em}\def\eqno#1{\hfil{#1}}\)

期刊徽标基础
进展
国际标准编号:2053-2733

马克斯·费迪南德·佩鲁茨1914–2002

英国伦敦SW7 2BZ帝国学院布莱克特实验室
*通信电子邮件:d.blow@ic.ac.uk

(2002年3月11日收到; 2002年3月11日接受)

关键词: 讣告.

[链接]马克斯·佩鲁茨是一位来自犹太家庭的年轻维也纳化学家,1936年来到剑桥,在德斯蒙德·伯纳尔(Desmond Bernal)手下学习。

[图1]
图1
马克斯得意洋洋地回到皇家学会的演讲厅,找回了他在演讲开始时忘记的模型。(照片:A.R.Fersht,1994年。)

在他的一生中,他的个人研究集中于血红蛋白,这是一种常见的蛋白质分子,其非凡的性质范围照亮了科学发展的各个阶段,从光谱学和蛋白质化学到三维结构,再到分子遗传学和医学应用。

他的成就是由几项杰出品质综合而成的,而这些品质并不全是智力上的。他不可抗拒的温和说服力为他带来了剑桥大学卡文迪什物理学教授劳伦斯·布拉格爵士和医学研究委员会秘书爱德华·梅兰比爵士的长期支持,1947年,他成立了一个医学研究委员会单位,负责他的工作。他以异常清晰和简洁的方式交流思想。尽管他保留了浓重的奥地利口音,但他的书面英语总是优雅、引人注目、令人振奋。他似乎用一支金钢笔写字。他有一种领导研究的绝妙方式,让他的员工感到他们可以自由决定自己的前进道路,同时他还为长期目标制定了愿景。他对寻求与他合作的年轻研究人员的潜力有着不可思议的洞察力。

到了20世纪50年代初,他已经聚集了一群非凡的人。他的高级同事是约翰·肯德鲁(John Kendrew),就像麦克斯(Max)一样,他是一位受过结晶学训练的化学家,但性格完全不同。肯德鲁是一个精确的组织者,一个天才的计算机程序员,一个确切知道自己要去哪里以及如何到达那里的人。他的研究始于追随马克斯的研究,但后来由于才华横溢或组织严密,他超越了马克斯(通过研究肌红蛋白,血红蛋白的弟弟)。还有一位拥有物理学学位的博士生,他令人眼花缭乱的才智不断地从一个问题跑到另一个问题。这个人就是弗朗西斯·克里克。一位来自芝加哥的博士后研究员,22岁的神童吉姆·沃森(Jim Watson)。

仅仅10年后,马克斯·佩鲁茨和这三位同事都是诺贝尔奖得主。马克斯因对血红蛋白和肌红蛋白的结构分析而与肯德鲁分享了化学奖,同年克里克和沃森(与莫里斯·威尔金斯一起)获得了医学奖。但在20世纪50年代初,所有这些人都不为人所知,成就无人知晓,他们寻求如何利用物理和化学技术来理解生物物质的本质。

小组里还有其他杰出的人。休·赫胥黎使用当时存在的原始电子显微镜与马克斯进行了研究。凭借敏锐的洞察力,他们决定赫胥黎应该研究肌肉,这是一个与显微镜功率完美匹配的物体。休·赫胥黎在1954年的博士论文中阐述了肌肉收缩的基本机制。马克斯的生化助手弗农·英格拉姆(Vernon Ingram)在几年后发现了镰状细胞病的精确分子性质——血红蛋白中一种氨基酸的变化,我们现在认为这是单一突变的结果。

1953年,克里克和沃森对DNA的分析揭示了一个精致的结构,其迷人的含义立即引起了人们的想象。与此同时,马克斯自己的研究(以及肯德鲁的研究)陷入了困境。X射线结晶学方法被用来描绘许多小分子的分子结构,其大小可达青霉素。佩鲁茨和肯德鲁想用这些方法检测血红蛋白(以及它在肌肉中的伙伴肌红蛋白)。但对小分子起作用的方法似乎对这些大得多的结构毫无希望。

在研究DNA结构的过程中,马克斯对自己的工作有着惊人的洞察力。如果他能在血红蛋白分子的特定位置上附着一个重原子,如果它不破坏分子的结构,如果他能使其以与普通血红蛋白相同的方式结晶,如果它做出了足够大的改变来测量——如果所有这些都是真的,他可以找到一种方法来使用X射线结晶学的方法来成像血红蛋白分子。他后来写道:

`当我拍摄第一张汞血红蛋白的X光照片时,我的心情在对立即成功的乐观希望和对所有可能的失败原因的绝望预感之间发生了变化。当衍射点出现在与无汞蛋白完全相同的位置,但强度略有改变时,我欣喜若狂,正如我所希望的那样。”(佩鲁茨,1992年[Perutz,M.F.(1992)。蛋白质结构:疾病和治疗的新方法。纽约:弗里曼。]).

正如他们所说,剩下的就是历史。克里克和沃森的工作导致了遗传密码,分子遗传学的发展,使细菌产生大量有用蛋白质的方法,如特异性抗体,朝着克隆干细胞的方向发展。马克斯·佩鲁茨的工作使人们对蛋白质本身有了了解。这些是DNA指定的分子。它们也是控制活细胞中所有化学过程并组织其结构的分子。他的方法现已应用于数万种不同的蛋白质,对其作用模式有了清晰的认识。

20世纪50年代末,布拉格退休后,佩鲁茨的单位设在剑桥卡文迪什实验室外停车场的一间小石棉小屋里。随着研究小组的不断壮大,现场的每个空房间和废弃棚屋(包括原先是卢瑟福勋爵马厩的建筑)都被改造成了一个实验室,用于研究分子生物学的不同方面。早在诺贝尔奖之前,佩鲁茨的一份报告就说服了当时由哈罗德·希姆斯沃思爵士领导的医学研究委员会,为佩鲁茨、克里克、弗雷德·桑格等人建造一个大型新实验室。这座被称为分子生物学实验室的新建筑于1962年在剑桥边缘的阿登布鲁克医院的新址竣工,恰逢卡文迪什(Cavendish)场址人口过多引发任何严重争议之前。

分子生物学实验室取得了杰出的持续成功,是科学成就的温床。除了1962年授予的四项诺贝尔奖使实验室有了一个辉煌的开端之外,它还一次又一次地出现在诺贝尔奖名单上:因为它创造了单克隆抗体塞萨尔·米尔斯坦(Cesar Milstein)和乔治·科勒(Georges Köhler)在医学上的直接应用,阿伦·克鲁格(Aaron Klug)对核酸类在染色质和其他类型的核酸结构中,约翰·沃克对一种美丽的蛋白质(ATP合成酶)进行了长期研究,该蛋白质起着储存生化能量的旋转发电机的作用,最重要的是,弗雷德·桑格因发明了寻找核酸碱基序列的方法而获得了第二次诺贝尔奖。

这些只是实验室最明显的成功。Max为其成就留下了一些线索:

`我说服医学研究委员会任命我为理事会主席,而不是董事…这一安排将科学政策的重大决策留给了董事会,并让我来执行……董事会很少开会…这很顺利,让我可以自由地进行自己的研究。看到主席站在实验室工作台或X射线管旁,而不是坐在办公桌前,树立了一个好榜样,鼓舞了士气。董事会从未指导实验室的研究,而是试图吸引或留住有才华的年轻人,并给予他们自由。”(佩鲁茨,1995年【Perutz,M.F.(1995),《分子医学》第2期,第659-662页。】).

他始终认识到新仪器开发的重要性,并维持着大型机械和电子车间,研究人员可以充分利用这些车间,将他们的热情直接传递给技术人员。最具特色的是茶室,向所有人开放,大多数人每天参观三次,这是一个重要的思想交流和科学新闻中心,由马克斯的妻子吉塞拉管理了20多年。

与此同时,马克斯继续他自己的一生对血红蛋白“分子肺”的研究,并展示了其吸收氧气后如何发生协调一致的结构变化,使其要么完全氧化,要么完全还原,从而使其成为一种理想的氧运输体。这证明了一个一般原理,因为许多酶和其他蛋白质利用类似的“变构”结构变化来开启或关闭一个过程。通过收集世界各地发现的异常血红蛋白,他打开了“分子病理学”的大门,将结构异常与疾病联系起来。早在实验室创造突变蛋白之前,他就收集了大量血红蛋白的单位点突变。

医学研究委员会(Medical Research Council)有一条僵化的规定,即当其中一个机构的主任达到退休年龄时,他不得继续在同一个实验室工作。马克斯兴致勃勃地宣布,他从未担任过董事、唯一的董事长,退休后他将一如既往地继续从事研究。这一安排受到了工作人员的热烈欢迎,使他能够继续做他喜欢的事。退休后,他写了很多书,包括关于广泛主题的书评,从卡尔·波普尔的达尔文主义观点,到弗里茨·哈伯对毒气的狂热痴迷,再到卡尔·杰拉西合成避孕类固醇引发的社会革命,以及他自己的几本书。他继续旅行,与许多国家的科学家合作。最重要的是,他对血红蛋白及其相关的许多人类疾病的深刻理解产生了无尽的影响。他帮助设计了一种有用的药物,将氧气输送到肿瘤和受损组织。

马克斯·佩鲁茨(Max Perutz)是一个非常仁慈的人,深受同事们的喜爱和钦佩,他将这种天赋与超凡的分析、规划和领导能力结合在一起。他圆顶状的前额显示出一个强大的大脑,但他的小手指整齐灵巧。作为一名健壮自信的登山运动员,他在职业生涯的早期研究了冰川流动,以便在阿尔卑斯山工作。中年时背部受伤结束了他的滑雪生涯,但他仍然保持着对山的热爱。虽然他的成就被授予了许多荣誉,但这些荣誉在他的肩上轻描淡写。他拒绝接受任何能给他头衔的荣誉,同事们都称他为“Max”。他过着平静而朴素的生活,几乎每天从家里走到实验室,直到去世前几个月。他的大脑保持着剃须刀般的锋利,他进行了激动人心的演讲,他的研究还在继续。在过去的一年里,他根据晶体成核的思想,为理解亨廷顿病做出了重要贡献。

他和他的妻子吉塞拉(Gisela)在他死后依然健在,他们彼此相爱,还爱着他们的两个孩子,罗宾和费雯。

马克斯·费迪南德·佩鲁茨,分子生物学家:1914年5月19日出生于维也纳;1947-1962年,MRC分子生物学部主任;FRS 1954;1954年至1968年,皇家学会戴维·法拉第研究实验室读者,1973年至1979年,富勒生理学教授;1962-1979年,MRC分子生物学实验室主席;1962年诺贝尔化学奖(联合);CBE 1963;1963-1969年,欧洲分子生物学组织主席;CH 1975;OM 1988;1942年结婚的吉塞拉·佩瑟(一子一女);2002年2月6日死于剑桥。

经《独立报》允许转载,讣告,2002年2月7日

工具书类

第一次引用Perutz,M.F.(1992年)。蛋白质结构:疾病和治疗的新方法。纽约:弗里曼。 谷歌学者
第一次引用Perutz,M.F.(1995)。摩尔。医学。 2, 659–662. 谷歌学者

©国际结晶学联合会。如果引用了原作者和来源,则无需事先许可即可复制本文的简短引文、表格和数字。有关详细信息,请单击在这里.

期刊徽标基础
进展
国际标准编号:2053-2733