弗雷德里克·桑格(英國(guó)生物化學(xué)家)
弗雷德里克·桑格(1918年8月13日-2013年11月19日),是一位英國(guó)生物化學(xué)家,曾經(jīng)在1958年及1980年兩度獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),是第四位兩度獲得諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家。
人物經(jīng)歷
弗雷德里克·桑格的父親是一名醫(yī)生,因此他原先打算研究醫(yī)學(xué)。但是由于對(duì)生物化學(xué)的濃厚興趣,而劍橋大學(xué)也正好有許多生物化學(xué)先驅(qū),桑格決定在那里攻讀生物化學(xué)。桑格最終在劍橋大學(xué)獲得哲學(xué)博士學(xué)位并與瑪格麗特·瓊·豪(Margaret Joan Howe)結(jié)婚,他們育有兩個(gè)兒子和一個(gè)女兒。
桑格完整定序了胰島素的氨基酸序列,證明蛋白質(zhì)具有明確構(gòu)造,于1958年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng);他上世紀(jì)70年代提出快速測(cè)定脫氧核糖核酸(D N A )序列的技術(shù)"雙去氧終止法"、即雙脫氧核苷酸鏈中止法,又稱“桑格法”,于1980年與另外兩名科學(xué)家共享諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
1983年的某一天,桑格在專心做實(shí)驗(yàn)時(shí)突然感到自己已經(jīng)夠老了,于是停下了實(shí)驗(yàn)并宣布自己退休,從此在自己的花園里度過(guò)了大部分余生。
1986年,桑格獲得英國(guó)最高榮譽(yù)“功績(jī)勛章”,但拒絕封爵,因?yàn)椴幌矚g別人稱自己為“爵士”(Sir)。
研究成果
桑格在1955年將胰島素的氨基酸序列完整地定序出來(lái),同時(shí)證明蛋白質(zhì)具有明確構(gòu)造。他利用自己新發(fā)現(xiàn)的桑格試劑(Sanger's reagent),也就是2,4-二硝基氟苯(2,4-dinitrofluorobenzene)將胰島素降解成小片段,并與專門(mén)水解蛋白質(zhì)的胰蛋白酶混合在一起。再將一部分混合物的樣本置放于濾紙的一面,并利用一種色層分析方法來(lái)做進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn),首先他將一種溶劑從單一方向通過(guò)濾紙,同時(shí)又讓電流以相反向通過(guò)。
由于不同的蛋白質(zhì)片段有不同的溶解度與電荷,因此在電泳后,這些片段最后會(huì)各自停留在不同的位置,產(chǎn)生特定的圖案。桑格將此圖案稱為“指紋”(fingerprints);不同的蛋白質(zhì)擁有不同的圖案,成為可供辨識(shí)且可重現(xiàn)的特征。之后桑格又將小片段重新組合成氨基酸長(zhǎng)鏈,進(jìn)而推導(dǎo)出完整的胰島素結(jié)構(gòu)。因此得出結(jié)論,認(rèn)為胰島素具有特定的氨基酸序列。這項(xiàng)研究使他單獨(dú)獲得了1958年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
1975年時(shí),桑格發(fā)展出一種稱為鏈終止法(chain termination method)的技術(shù)來(lái)測(cè)定DNA序列,這種方法也稱做“雙去氧終止法”(Dideoxy termination method)或是“桑格法”。兩年之后,他利用此技術(shù)成功定序出Φ-X174噬菌體(Phage Φ-X174)的基因組序列。這也是首次完整的基因組定序工作。他所發(fā)明的技術(shù)比起當(dāng)時(shí)其他方法使用了較不具毒性的材料。主要是先進(jìn)行PCR,利用DNA引子和DNA聚合酶使DNA鏈得以展開(kāi)復(fù)制,再利用雙去氧核苷酸(dideoxynucleotides)來(lái)終止DNA鏈的合成。實(shí)驗(yàn)會(huì)使不同序列的DNA帶有不同長(zhǎng)度,使其得以經(jīng)由電泳來(lái)做分析。
這項(xiàng)研究后來(lái)成為人類基因組計(jì)劃等研究得以展開(kāi)的關(guān)鍵之一,并使桑格于1980年再度獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),與桑格合作研究的沃特·吉爾伯特,以及另一團(tuán)隊(duì)的保羅·伯格(Paul Berg)也一同獲獎(jiǎng)。第二座諾貝爾獎(jiǎng)使他成為繼瑪莉·居里、萊納斯·鮑林,以及約翰·巴丁之后的第四位兩度獲獎(jiǎng)?wù)摺5搅?979年,桑格又與吉爾伯特和伯格一同獲得哥倫比亞大學(xué)的路易莎·格羅斯·霍維茨獎(jiǎng)(Louisa Gross Horwitz Prize)。
個(gè)人榮譽(yù)
* 1954年成為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員(FRS)。
* 1963年獲得不列顛帝國(guó)勛章(CBE)。
* 1981年獲得名譽(yù)勛位(CH)。
* 1986年獲得功績(jī)勛章(OM)。
個(gè)人影響
桑格于1982年退休,英國(guó)的維康信托基金會(huì)(Wellcome Trust)和醫(yī)學(xué)研究理事會(huì)(Medical Research Council),于1993年成立了桑格中心(Sanger Centre),這座研究機(jī)構(gòu)稱為桑格研究院(Sanger Institute),地點(diǎn)位于英國(guó)劍橋,是世界上進(jìn)行基因組研究的主要機(jī)構(gòu)之一。2007年,維康信托提供英國(guó)生物化學(xué)學(xué)會(huì)(British Biochemical Society)一項(xiàng)補(bǔ)助,使其為桑格從1989年以后的實(shí)驗(yàn)研究紀(jì)錄進(jìn)行建檔及保存。