個(gè)人簡介
1883年10月8日生于弗賴堡因布賴斯高;1970年8月1日卒于柏林-達(dá)萊姆。華伯在費(fèi)希爾指導(dǎo)下研究化學(xué),并于1906年因?yàn)樵诙嚯姆矫娴难芯慷@得博士學(xué)位;多肽在當(dāng)時(shí)是費(fèi)希爾非常感興趣的問題?墒牵A伯轉(zhuǎn)向了醫(yī)學(xué),并于1911年取得醫(yī)學(xué)學(xué)位,此后即全神貫注地研究組織的呼吸作用。一又四分之一世紀(jì)之前,拉瓦錫用實(shí)驗(yàn)證明了燃燒的本質(zhì),并提出呼吸同燃燒相仿是一種需要利用空氣中的自由氧進(jìn)行的氧化作用。從此,呼吸這個(gè)問題就具備了現(xiàn)代的色彩。后來,發(fā)現(xiàn)了氧是由血紅蛋帶入細(xì)胞的,但是,氧在細(xì)胞中起什么作用呢?關(guān)于這個(gè)問題的詳細(xì)情況當(dāng)時(shí)并不清楚。
發(fā)現(xiàn)過程
1923年華伯發(fā)明了一種用以制備仍然呼吸著的活組織之薄切片的方法,并通過小型長頸瓶中的壓力的降低來測量組織對氧的吸收。長頸瓶中壓力降低是由一個(gè)與它相連的U形液面之變化測定的。二氧化碳由長頸瓶中一個(gè)盛有堿性溶液的小池加以吸收。這樣的華伯測壓計(jì)(其上接有華伯長頸瓶)是研究呼吸作用的一種有力工具。華伯通過1925年及后來的研究,開始推測有一組被稱為細(xì)胞色素的酶,參與了細(xì)胞中發(fā)生的一些化學(xué)反應(yīng),這些反應(yīng)消耗了細(xì)胞中的氧。大約在三十年前,由于這些酶有吸收光的作用而已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)。華伯觀察到一氧化碳分子會把自身同細(xì)胞色素含有鐵原子。最后的確證實(shí)了細(xì)胞色素含有亞鐵血紅素基團(tuán),其類型與血紅蛋白中的相仿。血紅蛋白的亞鐵血紅素基團(tuán)將氧載入細(xì)胞,而細(xì)胞色素的亞鐵血紅素基團(tuán)則起著抓取氧并使之工作的作用;細(xì)胞色素的亞鐵血紅素基團(tuán)蛋白質(zhì)和作為血紅蛋白的組成部分的亞鐵血紅素基團(tuán)蛋白質(zhì)是完全不同的。
獲得醫(yī)學(xué)和生理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)
然而還存在這樣的問題,即當(dāng)氧被“投入工作”時(shí),氧究竟作些什么。后來終于知道:消化后所吸收的小分子(例如葡萄糖、脂肪酸)失去了氫原子;每次失去兩個(gè)氫原子,這些氫原子就和氧原子結(jié)合成水。某些生物化學(xué)家(其中有維蘭德相信,上述脫氫作用是關(guān)鍵性反應(yīng),它們受到酶的催化;而氧的作用是頗為微小的。華伯則堅(jiān)持認(rèn)為氧受到酶的激活。氧和氫兩者猶如荷馬史詩中的戰(zhàn)斗那樣,雙方均取得了勝利,因?yàn)殡p方都是對的。酶對脫氫和氧化兩者均有控制作用。
二十世紀(jì)三十年代
華伯繼續(xù)研究了脫氧作用。例如他分離出一種黃素酶,除了蛋白質(zhì)之外,黃素酶還含有一個(gè)分子團(tuán),而且終于證明了這一分子團(tuán)與某種維生素十分相似。華伯還研究了輔酶I(哈登的輔酶),并協(xié)助證明了輔酶I實(shí)際上與另一種維生素相似,這種維生素就是戈耳德伯格的P-P因子。二十世紀(jì)三十年代結(jié)束之前,這種研究工作曾協(xié)助闡明了一些維生素的實(shí)際功能。這樣,維生素就不再僅僅是食物中神秘而痕量的必需物質(zhì)了。而在此以前,即從艾克曼開始的整個(gè)三十年里,維生素一直被認(rèn)為是一種神秘的物質(zhì)。維生素是酶的組分,是控制重要的新陳代謝作用的催化劑的一部分。華伯決心把自己研究呼吸作用的方法應(yīng)用于攻克癌癥。在郭霍發(fā)展巴斯德關(guān)于致病的微生物理論之全盛時(shí)期,人們相信一切疾病,包括癌癥都是由病菌引起的。在霍普金斯提出了維生素提出了維生素概念和斯塔林提出了激素的概念之后,人們逐漸認(rèn)識到,機(jī)體的化學(xué)過程(換言之,機(jī)體的新陳代謝作用)的機(jī)制,如果有缺陷或不足之處,而又沒有從外界獲得補(bǔ)助的話,也可能引起嚴(yán)重的疾病。由于未能發(fā)現(xiàn)會引起癌癥的病菌,又因?yàn)榘┌Y似乎并不是傳染的,因此在二十世紀(jì)開始的幾十年中形成了一種觀點(diǎn),認(rèn)為癌癥也是一種代謝疾病。誠然,勞斯找到過一種腫瘤病毒,但甚至他也不太敢把“病毒”與癌癥聯(lián)系在一起。華伯研究了癌組織的呼吸機(jī)制,并把它同正常組織的呼吸機(jī)制相比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn)癌組織所吸收的氧明顯地減少。機(jī)體的組織能吸收由物質(zhì)脫氫所得到的能量,而不利用分子氧。這是一種低效能的吸取能量的方式,而且只是在不能充分供應(yīng)氧氣量的情況下的一種臨時(shí)性手段,比如當(dāng)肌肉在強(qiáng)勞動(dòng)時(shí)就會出現(xiàn)這種情況。這樣的無氧呼吸,稱為糖原酵解作用;在半個(gè)多世紀(jì)以前,巴斯德已在酵母中發(fā)現(xiàn)這種無氧呼吸了。因此癌組織的糖原酵解作用比正常組織要強(qiáng)得多。華伯在癌癥方面的成果使他能在納粹德國幸存下來,盡管實(shí)際上他是一個(gè)有猶太血統(tǒng)的人。1941年他被免職,不過希特勒(希特勒當(dāng)時(shí)害怕可能患喉癌)親自安排他回到研究癌癥的崗位上。然而,