阿夫拉姆·赫什科

瑞典皇家科學(xué)院2004年10月6日宣布，將2004年諾貝爾化學(xué)獎授予以色列科學(xué)家阿龍·切哈諾沃、阿夫拉姆·赫什科和美國科學(xué)家歐文·羅斯，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解。

瑞典皇家科學(xué)院秘書長貢諾·厄奎斯特帶著兩名化學(xué)獎評委代表笑容可掬地出席了宣布儀式。由于此前揭曉的生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎以及物理學(xué)獎得主全是美國科學(xué)家，因此當(dāng)厄奎斯特宣布兩名以色列人和1名美國人獲得今年的化學(xué)獎時，全場不約而同地松了口氣。

2004年度諾貝爾化學(xué)獎授予三名科學(xué)家——兩名以色列科學(xué)家阿龍·切哈諾沃（Aaron Ciechanover）、阿夫拉姆·赫什科（Avram Hershko）和一位美國科學(xué)家歐文·羅斯（Irwin Rose），以表彰他們發(fā)現(xiàn)了泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解。其實(shí)他們的成果就是發(fā)現(xiàn)了一種蛋白質(zhì)“死亡”的重要機(jī)理。他們突破性地發(fā)現(xiàn)了人類細(xì)胞如何控制某種蛋白質(zhì)的過程，具體地說，就是人類細(xì)胞對無用蛋白質(zhì)的“廢物處理”過程。

評審委員會說，蛋白質(zhì)是構(gòu)成包括人類在內(nèi)的一切生物的基礎(chǔ)，近幾十年來生物學(xué)家在解釋細(xì)胞如何制造蛋白質(zhì)方面取得了很多進(jìn)展，卻很少有研究人員對蛋白質(zhì)的降解問題感興趣。但今年獲得化學(xué)獎的3位科學(xué)家卻獨(dú)辟蹊徑，于上個世紀(jì)80年代初發(fā)現(xiàn)了被調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解。人的很多疾病就是這一降解過程不正常導(dǎo)致的。

評委們指出，“泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解”方面的知識將有助于攻克子宮頸癌等疑難疾病。據(jù)介紹，目前已有建立在這一研究成果基礎(chǔ)上的藥物問世，正在美國食品和藥物管理局（FDA）進(jìn)行檢測。

評委們在現(xiàn)場解釋整個理論時，特意用碎紙機(jī)將兩張完整的彩紙瞬間絞碎，以此比喻細(xì)胞好比一個高效的“控制站”，制造蛋白質(zhì)但又能在瞬間把某些特定蛋白質(zhì)“降解”為碎片。

早在1942年，科學(xué)家們就已發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)分子的降解現(xiàn)象，其中阿夫拉姆·赫什科赫也屬于早期探索者之一，但這個階段他們一直把研究方向瞄準(zhǔn)三磷酸腺苷（ATP）的作用。

20世紀(jì)70年代至80年代間，切哈諾沃與赫什科曾在羅斯主持的�？怂�·蔡斯癌癥研究中心做訪問學(xué)者。在這期間，他們聯(lián)名發(fā)表了一系列論文，揭示了泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解機(jī)理，指明了蛋白質(zhì)降解研究的方向。

三位科學(xué)家在1979年12月10日一期美國《全國科學(xué)院學(xué)報》上連續(xù)發(fā)表的兩篇文章，被諾貝爾化學(xué)獎評選委員會稱為“突破性成果”，并奠定了他們獲得諾貝爾獎的基礎(chǔ)。

        阿夫拉姆·赫什科

蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的，氨基酸如同磚頭，而蛋白質(zhì)則如結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑。正如同有各種各樣的建筑一樣，生物體內(nèi)也存在著各種各樣的蛋白質(zhì)。不同的蛋白質(zhì)有不同的結(jié)構(gòu)，也有不同的功能。通�？磥淼鞍踪|(zhì)的合成要比蛋白質(zhì)的降解復(fù)雜得多，畢竟拆樓容易蓋樓難。

蛋白質(zhì)的降解在生物體中普遍存在，比如人吃進(jìn)食物，食物中的蛋白質(zhì)在消化道中就被降解為氨基酸，隨后被人體吸收。在這一過程中，一些簡單的蛋白質(zhì)降解酶如胰島素發(fā)揮了重要作用。科學(xué)家對這一過程研究得較為透徹，因而在很長一段時間他們認(rèn)為蛋白質(zhì)降解沒有什么可以深入研究的。不過，20世紀(jì)50年代的一些研究表明，事情恐怕沒有這么簡單。

最初的一些研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)的降解不需要能量，這如同一幢大樓自然倒塌一樣，并不需要炸藥來爆破�？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，同樣的蛋白質(zhì)在細(xì)胞外降解不需要能量，而在細(xì)胞內(nèi)降解卻需要能量。這成為困惑科學(xué)家很長時間的一個謎。

 阿龍·切哈諾沃（左）、阿夫拉姆·赫什科（中）和歐文·羅斯 （右）

70年代未80年代初，2004年諾貝爾化學(xué)獎得主阿龍·切哈諾沃、阿夫拉姆·赫什科和歐文·羅斯進(jìn)行了一系列研究，終于揭開了這一謎底。原來，生物體內(nèi)存在著兩類蛋白質(zhì)降解過程，一種是不需要能量的，比如發(fā)生在消化道中的降解，這一過程只需要蛋白質(zhì)降解酶參與；另一種則需要能量，它是一種高效率、指向性很強(qiáng)的降解過程。這如同拆樓一樣，如果大樓自然倒塌，并不需要能量，但如果要定時、定點(diǎn)、定向地拆除一幢大樓，則需要炸藥進(jìn)行爆破。

這三位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一種被稱為泛素的多肽在需要能量的蛋白質(zhì)降解過程中扮演著重要角色。這種多肽由76個氨基酸組成，它最初是從小牛的胰臟中分離出來的。它就像標(biāo)簽一樣，被貼上標(biāo)簽的蛋白質(zhì)就會被運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)的“垃圾處理廠”，在那里被降解。

這三位科學(xué)家進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了這種蛋白質(zhì)降解過程的機(jī)理。原來細(xì)胞中存在著Ｅ１、Ｅ２和Ｅ３三種酶，它們各有分工。Ｅ１負(fù)責(zé)激活泛素分子。泛素分子被激活后就被運(yùn)送到Ｅ２上，Ｅ２負(fù)責(zé)把泛素分子綁在需要降解的蛋白質(zhì)上。但Ｅ２并不認(rèn)識指定的蛋白質(zhì)，這就需要Ｅ３幫助。Ｅ３具有辨認(rèn)指定蛋白質(zhì)的功能。當(dāng)Ｅ２攜帶著泛素分子在Ｅ３的指引下接近指定蛋白質(zhì)時，Ｅ２就把泛素分子綁在指定蛋白質(zhì)上。這一過程不斷重復(fù)，指定蛋白質(zhì)上就被綁了一批泛素分子。被綁的泛素分子達(dá)到一定數(shù)量后，指定蛋白質(zhì)就被運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)的一種稱為蛋白酶體的結(jié)構(gòu)中。這種結(jié)構(gòu)實(shí)際上是一種“垃圾處理廠”，它根據(jù)綁在指定蛋白質(zhì)上的泛素分子這種標(biāo)簽決定接受并降解這種蛋白質(zhì)。蛋白酶體是一個桶狀結(jié)構(gòu)，通常一個人體細(xì)胞中含有3萬個蛋白酶體，經(jīng)過它的處理，蛋白質(zhì)就被切成由7至9個氨基酸組成的短鏈。這一過程如此復(fù)雜，自然需要消耗能量。

后來很多科學(xué)家的大量研究證實(shí)，這種泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解過程在生物體中的作用非常重要。它如同一位重要的質(zhì)量監(jiān)督員，細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)質(zhì)量有高有低，通過它的嚴(yán)格把關(guān)，通常有30％新合成的蛋白質(zhì)沒有通過質(zhì)檢，而被銷毀。但如果它把關(guān)不嚴(yán)，就會使一些不合格的蛋白質(zhì)蒙混過關(guān)；如果把關(guān)過嚴(yán)，又會使合格的蛋白質(zhì)供不應(yīng)求。這都容易使生物體出現(xiàn)一系列問題。比如，一種稱為“基因衛(wèi)士”的Ｐ５３蛋白質(zhì)可以抑制細(xì)胞發(fā)生癌變，但如果對Ｐ５３蛋白質(zhì)的生產(chǎn)把關(guān)不嚴(yán)，就會導(dǎo)致人體抑制細(xì)胞癌變的能力下降，誘發(fā)癌癥。事實(shí)上，在一半以上種類的人類癌細(xì)胞中，這種蛋白質(zhì)都產(chǎn)生了變異。泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解在生物體中如此重要，因而對它的開創(chuàng)性研究也就具有了特殊意義。目前，在世界各地的很多實(shí)驗(yàn)室中，科學(xué)家不斷發(fā)現(xiàn)和研究與這一降解過程相關(guān)的細(xì)胞新功能。這些研究對進(jìn)一步揭示生物的奧秘，以及探索一些疾病的發(fā)生機(jī)理和治療手段具有重要意義。

阿夫拉姆·赫什科、阿龍·切哈諾沃和歐文·羅斯,三名科學(xué)家在研究細(xì)胞控制蛋白質(zhì)運(yùn)動方面做出了卓越的成就，他們的研究在DNA修復(fù)和控制、治療人類疾病方面具有重要意義。他們的主要工作——發(fā)現(xiàn)泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解，是在20世紀(jì)70年代到80年代間完成的。早在1942年，科學(xué)家們就已發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)分子的降解現(xiàn)象，其中赫什科也屬于早期探索者之一，但這個階段他們一直把研究方向瞄準(zhǔn)三磷酸腺苷(ATP)的作用。20世紀(jì)70年代至80年代間，切哈諾沃與赫什科曾在羅斯主持的�？怂�·蔡斯癌癥研究中心做訪問學(xué)者。在這期間，他們聯(lián)名發(fā)表了一系列論文，揭示了泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解機(jī)理，指明了蛋白質(zhì)降解研究的方向。三位科學(xué)家在1979年12月10日一期美國《全國科學(xué)院學(xué)報》上連續(xù)發(fā)表的兩篇文章，被諾貝爾化學(xué)獎評選委員會稱為“突破性成果”，并奠定了他們獲得諾貝爾獎的基礎(chǔ)。

    “泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解”揭示了蛋白質(zhì)“死亡”的重要機(jī)制，同時也指明了蛋白質(zhì)降解研究的應(yīng)用方向——如果大幅提高其對蛋白質(zhì)的降解效率，并充分利用好降解所產(chǎn)生的生物能，無疑掌握了青春和長壽大門的鑰匙。

    2004年 10月，以色列科學(xué)家阿夫拉姆·赫什科院士因揭示“泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解”而榮獲諾貝爾化學(xué)獎。這一研究成果為很多科技探索和學(xué)術(shù)研究提供了重要的理論支持的同時，也直接催生了代謝修復(fù)技術(shù)，并于日后促成了阿夫拉姆和顧星陽為代表的中以雙方科研與技術(shù)團(tuán)隊(duì)的全面合作。

    在后期的合作中，雙方科研團(tuán)隊(duì)先后確立了代謝修復(fù)技術(shù)所涉及到的兩大物質(zhì)——代謝調(diào)節(jié)素和信號因子的分子結(jié)構(gòu)式，并在低氘環(huán)流給養(yǎng)技術(shù)和諾貝爾實(shí)驗(yàn)室尖端萃取技術(shù)之下實(shí)現(xiàn)了代謝調(diào)節(jié)素和信號因子的體內(nèi)重組，掃清了代謝修復(fù)技術(shù)由理論向成果轉(zhuǎn)化的障礙。

    2012年5月18日，在經(jīng)過不斷的技術(shù)優(yōu)化與標(biāo)準(zhǔn)化后，阿夫拉姆·赫什科院士偕同顧星陽先生面向全球發(fā)布了代謝修復(fù)技術(shù)。媒介發(fā)表評論稱，代謝修復(fù)技術(shù)必將開啟人類健康新紀(jì)元。

   2014年阿夫拉姆的中國項(xiàng)目執(zhí)行總經(jīng)理龐艷軍主持完成了作用于細(xì)胞營養(yǎng)、細(xì)胞代謝修復(fù)，激發(fā)自我療愈與調(diào)節(jié)心理情緒雙向相促進(jìn)技術(shù)及多方面調(diào)節(jié)情緒保健心靈的功能配方，即多方面調(diào)節(jié)情緒功能食品技術(shù)配方。

“在過去幾十年里，生物化學(xué)家一直在致力于探索細(xì)胞是如何產(chǎn)生各式各樣的蛋白質(zhì)的。

但是對于蛋白質(zhì)究竟是如何毀滅的，一直少有人問津。阿龍·切哈諾沃、阿夫拉姆·赫什科和美國科學(xué)家歐文·羅斯逆主流而動，于20世紀(jì)80年代初發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞最重要的循環(huán)過程之一———被管制蛋白質(zhì)的退化，為此，他們被授予今年的諾貝爾化學(xué)獎。“

“通過發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)管理系統(tǒng)，阿龍·切哈諾沃、阿夫拉姆·赫什科和美國科學(xué)家歐文·羅斯讓我們從分子的層面上來理解細(xì)胞控制一些非常重要的生化過程成為了可能，這些重要的生化過程包括：細(xì)胞循環(huán)、脫氧核糖核酸（DNA）修復(fù)、基因復(fù)制和新生蛋白質(zhì)的質(zhì)量控制等。像這類有關(guān)受控蛋白質(zhì)死亡的新知識還有助于解釋免疫系統(tǒng)是如何工作的，而免疫系統(tǒng)的某些缺陷將導(dǎo)致各種各樣的疾病，包括某種形式的癌癥�！�