美英3名學者分享諾貝爾化學獎 現第五位女性得主
2018年10月04日09:31

原標題:美英3名學者分享諾貝爾化學獎 現第五位女性得主

  中新網10月4日電 據香港《文彙報》報導,3日,瑞典皇家科學院公佈2018年諾貝爾化學獎得主,研究酶定向演化的美國女科學家阿諾德,成為第五位女性諾貝爾化學獎得主,獲得一半獎金,美國科學家史密斯和英國科學家溫特則憑噬菌體、縮氨酸和抗體研究,分享另外半份獎金。

  評審認為,3人掌握酶進化原理,有助人類福祉,其中溫特的抗體研究更成為生物製劑“阿達莫單抗”(Adalimumab,又名Humira)的開發基礎,對類風濕關節炎、牛皮癬等免疫系統疾病療效顯著。

  “酶”存在於有機體,是化學反應的催化劑,阿諾德等科學家在1980年代,一直希望研究新類型的酶。然而由於酶由多種胺基酸組成,結構非常複雜,科學家無法直接合成化學反應更強的酶,阿諾德最後決定循演化方向尋求答案。

  【阿諾德:進化技術製生物燃料】

  生物在進化過程中,會改變和選擇基因,只有適合條件者才可生存,其他基因則會被摒棄。阿諾德1993年成功進行酶定向進化實驗,她向枯草杆菌蛋白酶的基因隨機加入突變體,其後篩選出與有機溶劑二甲基甲酰胺(DMF)化學反應較強的樣本,然後重複加入新突變體的過程。

  結果到第3輪演化時,個別枯草杆菌蛋白酶與DMF的化學反應強度,已較起初的樣本高256倍,該樣本包含10種不同基因突變體,若使用傳統方式,估計需花極多時間才能發現該基因組合。科學家其後基於阿諾德的研究結果,讓酶在試管中進化,令進化更具效率。

  阿諾德其後利用進化技術,生產各類化學催化劑,包括把甘蔗等植物轉換為生物燃料,取代傳統化石燃料,亦可製造更環保和有效的化學清潔劑,甚至可用於製造新藥物。

  【史密斯:“噬菌體展示”技術製新蛋白】

  史密斯和溫特的研究則主要用於醫學,其中史密斯在1980年代研究“噬菌體展示”技術,並藉此製造新的蛋白。噬菌體是指能感染細菌的病毒,其基因受蛋白保護,只要向細菌注入自己的基因,便能利用細菌的繁殖機製,複製出新的噬菌體和蛋白。

  史密斯向噬菌體的脫氧核糖核酸(DNA),注入未知的蛋白基因,當噬菌體形成新的蛋白保護外殼,科學家便能利用抗體,抽取蛋白中的縮氨酸,從而分析蛋白基因。

  【溫特:改變酶特性 製造更有效抗體】

  溫特則利用噬菌體展示技術,先製造成千上萬的抗體,結合定向進化方式,逐步改變抗體結構,讓抗體更有效針對人體內的目標,1994年成功找出能針對癌細胞的抗體。溫特其後與科學家合組製藥實驗室,1990年代開發出首種完全基於人類抗體的藥物“阿達莫單抗”。

  “阿達莫單抗”主要針對免疫系統疾病中引致發炎的腫瘤壞死因子(TNFα),2002年面世後大受歡迎。由於“阿達莫單抗”療效顯著,科學家此後亦以相近方法,研製出針對轉移性癌症,以至認知障礙症的藥物。

  諾獎評審形容,化學獎3名得獎者的研究有助改善化工業環保效益、發展生物能源,亦可對抗疾病、拯救生命,對人類有莫大裨益,也是化學界的重大進化。

  【三位得主知多少】

  阿諾德(Frances H. Arnold):1956年於美國匹茲堡出生,1985年於加州大學柏克萊分校取得博士學位,現任加州理工學院教授。

  得獎原因:研究酶的定向演化

  史密斯(George P. Smith):1941年於美國諾沃克出生,1970年於哈佛大學取得博士學位。密蘇里大學榮譽退休教授。

  溫特(Gregory P. Winter):1951年於英國萊斯特出生,1976年於劍橋大學取得博士學位。劍橋大學分子生物學實驗室榮譽退休主任。

  得獎原因:噬菌體展示技術和抗體研究

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