三位诺贝尔获奖者眼中的生物世界(3)

　　［核磁共振的脉冲信号］

　　20世纪60年代，在美国加州的瓦里安公司的实验室里，一名来自瑞士的青年科学家用计算机研究了一种名叫核磁共振的波谱，创造出一维核磁共振技术。到了70年代，他觉得一维的技术还不能解决复杂有机分子结构，再次利用脉冲技术发明了二维核磁共振技术。1974年，他得到了世界上第一张二维核磁共振的图谱，从此开创了核磁共振多维谱研究的新纪元。

　　这一领域是非常专业的，它是关于一些原子和分子结构的小的一些物质，但是这些小的分子和原子他们都是互相之间有磁性的，当有一个外在的磁场的时候，他们之间就会产生互相的作用，而处于更大的磁场中的时候，就会产生一些更大的作用，最初是从一种小的磁场，他们之间的磁场的活动，然后在磁场的影响下，他们会向外界发出一种信号，这就是这些分子之间活动的规律，而这些分子在人体内不也是存在的，也是人体内部用于分子结构运动的规律，这就是我们当时研究的一些内容。

　　1991年，由于恩斯特研究的脉冲傅立叶变换核磁共振分光法对生命科学、生物化学、药物学的深远意义，瑞典皇家科学院授予他诺贝尔化学奖。

　　核磁共振的运气真是出人意料，11年后，恩斯特的同胞库尔特·维特里希因“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”而获得2002年诺贝尔化学奖。而且它们都采用了瑞士布鲁克公司生产的多台高场核磁共振谱仪。［2002年诺贝尔奖资料，2003年资料］

　　2003年，美国的劳特布尔和英国的曼斯费尔德也因核磁共振获奖。

　　由恩斯特拉出的旋律，在这里汇成一首交响的浪漫曲。

　　记者：包括2002年的诺贝尔化学奖的获得者，还有其它几位在核磁共振研究非常有成就的科学家好像都来自于瑞士，为什么？您注意到这个现象了吗？

　　回答：当然，这些发展都会有一些偶然的或者一些机会的东西，或许很难用一些理性的去理解，当然，瑞士在这方面研究的条件非常地好，因为通过这个研究的话必须有一些必要的设备、必要的工具，而在瑞士我们非常幸运，我们研究的资金都非常地充裕，而且我们也没有社到二战战火的侵袭，所以一切都运转得很正常，使我们可以安心从事我们的研究。

　　目前，在许多医院，核磁共振检查已经代替了穿刺检查，它减少了需要手术之前经过医疗检查的数千万患者的危险和不便。尤其对于获取脑部和脊髓详细图象、癌症的诊断、治疗十分重要。更重要的是，核磁共振已经成为一项颇具规模的医疗器械产业。

　　恩斯特虽然已经退休，但是他对这一神奇技术的未来前景仍然有着种种想象。

　　记者：……您获得诺贝尔奖之后，您的研究方面是不是还集中在核磁共振呢？

　　回答：我仍然对核磁共振技术非常地感兴趣，

　　核磁共振是一个应用领域非常广泛的这样的技术，它可以运用对蛋白质结构、分子结构研究，特别是在蛋白质之间互相作用这方面的研究是非常有用的，以及蛋白质分子作用，并且能够帮助我们了解人体内部的一些作用，一些反应，以及在植物和动物体内的一些反应和作用。

　　另一方面的作用是新材料的研究，比如说我们的建筑材料，比如说我们现在在研究的一个领域就是蜘蛛丝材料这样的一个方面，能够制造出一个类似蛛丝类似丝绸这样的材料，可以用来做衣物，但是它的韧性非常好，不容易断。

　　通过核磁共振，我们可以去了解人类大脑的结构，可以感觉到人类不同的情感，比如说人类的爱、恨这种不同的情感。所以在未来我认为这种领域，以上领域的研究都会获得很大的发展。我们现在的研究只是刚刚起步，只涉及到皮毛，还有很多的工作要做。

　　三、阳光的力量

　　太阳普照大地，阳光给万物以生命。

　　地球上生命赖以生存的基本条件，那就是光合作用。

　　很久以来，人类就对太阳的光如何给与生物以生命的机理作了很多的研究。研究光合作用的文章汗牛充栋。但是光合作用的秘密却仍然深藏不露。

　　1985年，三位德国科学家的一项划时代的研究，将光合作用中太阳能如何转化为化学能量的内在细节描绘了出来。

　　1988年，米歇尔、胡伯尔、戴森霍夫荣获诺贝尔化学奖。

　　记者：我知道您在1988年的时候您和米歇尔和戴弗霍森先生一起获得了诺贝尔化学奖，

　　这项工作重大的意义表现在什么地方？

　　回答：我们的成果非常重要，这是因为它展示了光合作用的结构。光合作用是一个过程，我们之所以能够生存，完全是依赖于这样一个过程。通过这个过程，产生了我们生物生存所需要的材料，因为动物要吃植物，我们要吃动物，动物呢他们是吃了植物的。这个过程要产生氧气，氧气是我们呼吸所需要的，所以如果没有这样一个光合作用的过程的话就不会有任何的高等的生物形式。这是意义之一。

　　［绿叶和阳光的生机，实验的试管］

　　在光合作用中，细胞膜上的蛋白把吸收太阳能量转化为营养，因此必须搞清楚细胞膜蛋白。首先，是要把它分离出来。一般认为细胞膜蛋白不溶于水，因而无法进行结晶学的研究。

　　但是，他们最终分离出这种这类蛋白质的晶体。这是有史以来的第一次。

　　光合作用的细节清晰展示在人类面前。

　　那么另外一个重要的意义，是关于蛋白质的结构。因为蛋白质它是被固定在膜之中的，我们当时采用了一种技术，如果没有这种提取技术的话，就无法分析大型蛋白质的结构，因为它们的结构是非常复杂的，因为他们中间要包括上千个中子(？)，迄今为止，我们只是解决了那些可以融于水的蛋白质的结构。我们所发现的光合作用的反应中心就是使得蛋白质能够从膜中间提取出来。这使我们发现了这种结构的特点。

　　［绿叶和阳光的盎然生机］

　　1985年，胡伯尔和其他两位科学家首次完整地提供了细胞膜蛋白质的三维结构，并且高分辨地完成了结构测定，确定了这个结晶膜蛋白-色素复合体的反应中心是由四个蛋白质亚单位组成。这一成果为更加深入研究光合作用的结构-功能关系奠定了基础。 (责任编辑：泉水)

搜索

热门标签:

三位诺贝尔获奖者眼中的生物世界(3)