第五十章 一九五八年诺贝尔化学奖获奖者情况介绍 第一节062、获奖者桑格，F.(英国)情况介绍 桑格，F.(Frederick Sanger,l918~),英国生物化学家，由于他发现了胰岛素的 分子结构，并在决定脱氧核糖核酸(DA)的顺序方面作出了贡献，1958年获得诺贝尔化 学奖，时年40岁1980年他又第二次获得诺贝尔化学奖，时年62岁。 【桑格教授的履历】 1918年8月13日生于英格兰西南部格洛斯特夏郡的雷德考布就读于剑桥大学 圣·约翰学院，1939年获得工程学学士学位：1943年获得哲学博士学位：毕业后参加剑 桥医学研究会分子生物学实验室的工作，并担任这个实验室的蛋白质化学部门的负责人： 1951年他成为英国医药协会的会员：1954年被聘为英国皇家学会的会员。 【获奖原因及主要成就】 他对生物化学方面做出的卓越贡献在于研究蛋白质分子结构，特别是胰岛素分子结构 所取得的开创性成果，并且发明了测定脱氧核糖核酸(DNA)顺序的方法。 50年代以前，他的工作主要集中在研究蛋白质的结构，特别是研究测定胰岛素分子 的结构。早在19世纪初期，许多科学家曾从动植物体内分离出一些蛋白质，并开始意识 到这类物质与生命现象有着密切关系，但是并不清楚蛋白质的结构，也无法测定。1920 年，著名有机化学家费雪虽提出过蛋白质多肽结构的学说，认为蛋白质分子是许多氨基酸 以肽键结合而成的长链高分子化合物，但也没有揭示出蛋白质结构的全部奥秘。桑格经过 多年的研究，寻找到一种叫2.4一二硝基氟化苯(FDNB)的化学试剂，这种试剂可以与 氨基酸链的末端发生反应生成一种二硝基苯的衍生物(DNP)，并粘贴在最后一个氨基酸 上，而与另一端则不会发生任何反应，所生成的DP呈现出明亮的金黄颜色，通过色层分 离法和电泳法就能够鉴别出来。这种试剂后来被称为“桑格试剂”。他使用这种方法与马 丁等测定氨基酸含量的纸色谱法结合起来，测定胰岛素分子的精确结构取得了成功。他最 早曾设想胰岛素分子具有四条氨基酸的肽链，后来证实只有两条长链(A和B),这两个 链具有不同的末端基，并通过硫原子桥联接在一起，他对每一个链子分别进行了研究，证 明A链是由21个氨基酸组成的，B链则由30个氨基酸组成。1953年终于弄清了胰岛素的 全部结构，绘出了胰岛素分子精确的结构图。它们的链呈现为直线形状，并由胱氨酸的二 硫键作用（作为两条链之间的桥）连接在一起。他对胰岛素结构的研究，为人工合成胰岛 素开辟了道路，而人工合成胰岛素的成功，则标志着人类在认识生命，揭示生命奥秘的伟 大历程中，又迈进了一大步。 60年代以后，他的工作开始转向核酸方面，致力于对RNA(核糖核酸)和DNA(脱氧 核糖核酸)的结构进行分析研究。DNA顺序是分子生物学中基本的基础结构，DNA分子链 上核苷酸的排列顺序是分子生物学所要解决的一个重要课题。生物遗传信息就存在于DN 的核苷酸序列之中，如果能搞清各种生物的DNA的核苷酸序列，人们对生命活动本质的认 识就会大大前进一步。不过要精确地测定它的排列顺序，并不是一个简单的问题。从某种 意义上说，这是一类比蛋白质更重要，也更复杂的分子，它们都是由四种基本核苷酸按不 同顺序排列组成，由于所含核苷酸数量很大，结构也异常复杂，长期以来一直无法弄清其 96
全部结构情况。他利用酶的生物活性，用生物学的处理方法，正确地确定了RNA中各种碱 基的排列顺序和D中核苷酸的排列顺序。他首先发展了广泛应用的酶解图谱法，利用酶 的切割作用在特定的位置上把RNA切割成很小的碎片，这样就能比较容易地确定RNA上碱 基的顺序。然后他又发明了一种新的更巧妙的方法，称为“直读法”。先把DA的两股链 拆开，用一种限制性核酸酶把它切割成互补的许多小片段，在获得一整套的片段后，再在 超薄的聚丙烯酸胺凝胶上进行电泳、就可以使它们按照长度大小的不同分离开来，分离后 的片段通过同位素标记法就可以 得到精确的鉴定。他用这种方法在1977年成功地测 定了细菌病毒中中X一174DNA分子的全部共5386个核苷酸的排列顺序。这是对一个核酸 分子的结构所进行的最精密的测定。 【获得奖励及荣誉】 1958年美国国家科学院授予他外国名誉院士称号：1966年获得艾尔弗雷德·本藏 奖：1969年获皇家科学协会的皇家奖章：1971年获盖恩德纳基本年度奖：1976年获汉堡 纪念奖
第五十一章一九五九年诺贝尔化学奖获奖者情况介绍 第一节063、获奖者海洛夫斯基，J. (前捷克斯洛伐克)情况介绍 海洛夫斯基，J.(Jarobslav Heyrovsky,1890~1967),前捷克斯洛伐克电化学 家，由于他对极谱学的创立和发展做出的贡献，1959年被授予诺贝尔化学奖，时年69 【海洛夫斯基教授的履历】 1890年12月20日生于布拉格：1910年~1913年就读于伦教大学字宙学院：1915年 应征参加奥匈帝国部队服兵役，在战地医院当药剂师兼X光透视工作：1918年获得查 理·斐迪南大学哲学博士学位；1921年获得伦敦大学理科博士学位：1924年担任理查大 学教授，兼任物理化学研究所所长：1926年在索邦工作；1950年起担任布拉格极谱研究 所（该所1964年改名为“海洛夫斯基研究所”）所长1966年为苏联科学院外籍院士： 1967年3月27日于布拉格逝世，享年77岁。 【获奖原因及主要成就】 他在电化学方面的主要成就和最杰出的贡献是发明了“极普法”。他是极普学的创始 人 在研究铝的电化学过程中，为了解决由于汞柱毛细管作用的异常现象而引起的误差和 影响，他发明创造了一种科学方法，正确地测定出各种物质的分解电位值。他全面地改进 李普曼最初设计的电解槽装置，使用稀释了的铝汞池在溶液中形成一对电极 个滴汞 电极与另一个参比电极。先测出含各种金属盐的电解质的分解电位，然后再测量通过滴汞 电极的电流强度，绘制出电流一电压的变化曲线。通过电流一电压曲线所呈现出的不同特 征的波以及与之相对应的不同电位（现今称极谱波和半波电位），就可以正确地计算出所 含电解质的成分和含量。这种方法可以很精确地测定出电解质溶液中所有的金属离子、非 金属元素和其它各种有机物。1922年，他正式发表了用滴汞电极进行电解的著名论文。 1925年根据这一原理，他与日本著名化学家志方益三合作设计制造了第一台“极谱 仪”。它的结构虽然比较简单，但灵敏度已接近于十万分之一摩尔浓度的水平，他们就用 这台极谱仪记录了铅、锌、镉和硝基苯的极谱图。1938年，他又在原来的基础上对极谱 仪作进一步改进，尝试用阴极射线示波管来代替普通的电流计，使用这种装置不仅适应于 各种交流电压和电流，在直流电压和电流的情况下也同样能够适用，测试结果可以直接从 示波管上显示出来，称为“示波极谱法”。使用这种新的仪器可以使每次测试所用的时间 缩短到以秒为计算单位，不仅速度大大加快，而且结果也更为精确，因而得到更广泛的应 用。为了进一步研究和推广极谱学这门新兴学科，他于1950年创建了极谱研究所，很快 形成了一个布拉格极谱学派，受到世界的瞩目，为传播极谱学作出了贡献。 【获得奖励及荣誉】 他曾获得前捷克斯洛伐克国家一等奖：两次获得前捷克斯洛伐克共和国勋章！ 【主要著作】 《论极谱法在化学中的应用》(1933)：《极谱法》(1941)：《示波极谱仪》 (1943、1953、1959):《极谱分析法的实际应用》(1948、1960)
第五十三章一九六一年诺贝尔化学奖获奖者情况介绍 第一节065、获奖者卡尔文，M.(美国)情况介绍 卡尔文M(Melvin Calvin,1911~1997),美国化学家，由于他在光合作用研究方 面成绩突出，1961年被授予诺贝尔化学奖，时年50岁。 【卡尔文教授的履历】 1911年4月8日生于美国明尼苏达州圣保罗：就读于密执安矿业和技术学院和明尼 苏达大学：1933年一1937年在英国曼彻斯特大学攻读博士研究生：1936年获得博士学 位：1937年~1940年任加利福尼亚大学化学讲师：1941年~1945年任助理教授：1945 年~1947年任副教授：1947年任教授：1946年任劳伦斯放射实验室化学生物动力研究室 主任：1960年任加利福尼亚大学化学生物动态学研究所所长：1967年任劳伦斯放射实验 室副主任：60年代起被选为美国国家科学院院士：伦敦皇家学会会员；1997年逝世，享 年86岁。 【获奖原因及主要成就】 他揭示了植物光合作用机理的最初形式，提出了著名的“卡尔文循环”。他是近代 “络合物化学”的开拓者 他在科学活动方面的主要成就和业绩是推动和发展了“络合物化学”。他在这方面所 进行的系统的研究，被认为是继维而纳（“络合物化学”创始人)之后，推动这个学科向 前发展的重要代表人物之一。他一生中绝大部分的活动都离不开对络合物的研究，特别 是对金属整合物的研究作出了突出贡献，螯合物现已成为络合物化学中最重要、最活跃的 一个分支。这项工作最早是从他在曼彻斯特大学攻读博士研究生时开始的。在测定酞菁结 构的过程中，发现酞菁具有一种十分罕见的独特的空间构造与叶绿素和血红素的结构惊人 地相似，而其性质则要比它们更稳定。这个发现启发他利用这种人工合成物质的高稳定 性，作为研究叶绿素、血红素的一个理想模型。从这项研究中，进一步揭示出：这类化合 物在生物学上是一种非常重要的结构，而且具有卓越的催化功能 一如同叶绿素在植物中 和血红素在人体中所发生的作用一样。从这里就开始了他对络合物化学和络合催化机理的 系列深入研究。 1936年他开始着手多相催化体系的研究，特别着重研究了固体卟啉化合物与酞背之 间多相催化的作用机理。此后，又对络合物的均相催化进行了研究。为了彻底弄清这些化 合物的结构和反应机理，他还深入钻研了有机化学理论方面的许多有关问题，从而发展了 维而纳的络合物化学理论，阐明了各种络合物的本质特征，特别是关π键的理论概念和有 关络合物稳定性的阐释和说明。1952年他出版了《金属整合物的化学》的专著，在国际 学术界获得很高评价，被誉为是近代络合物化学方面的一部权威性著作。 1946年，他受劳伦斯的委托，组织了一个专门研究放射性碳的班子，并由此出发， 开始了对植物光合作用的研究。他们首先发现植物的光合器 一叶绿素类囊体膜具有“半 导体”性质。进而于1957年提出模拟光合作用的设想，制造出一个人造结构模型，并 进行了成功的试验，最后弄清和阐明了植物体内C0:的“同化过程”即二氧化碳通过光能 和生物催化的作用转变为碳水化合物的过程，这个过程现被取名为“卡尔文循环”。这次 101
研究成果揭示了自然界中最基本的生命活动过程，与研究生命起源问题有密切的关联，同 时也为人类有效地利用太阳能开辟了广阔前景。 后来，他曾主持、领导对美国两艘字宙飞船“阿波罗一11号”和“阿波罗一12号” 从月球取回的各种样品的分析、测试和研究工作。 【主要著作】 《碳的同位素》（与海德尔伯格等合著，1941）：《金属整合物的化学原理》（与马 岱尔合著，1952)《碳在光合作用中的活动机理》（与巴沙姆合著，1957）；《碳素化 合物的光合作用》(1962)；《关于化学的进展》(1961,1969)。 102