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第104章 1997年度 詹斯·斯科 保罗·博耶尔 约翰·沃克
因发现人体细胞内负责储藏转移能量的离子传输酶而荣获1997年诺贝尔化学奖
1997年10月11日，瑞典皇家科学院决定将1997年度诺贝尔化学奖授予詹斯·斯科、约翰·沃克和保罗·博耶尔，表彰他们在研究身体细胞是如何储存和传递能量方面所取得的非凡成就。
詹斯·斯科
詹斯·斯科（丹麦，1918～），生物化学家，1918年10月8日生于丹麦莱姆维，毕业于哥本哈根大学，1954年，获奥胡斯大学博士学位，后留校任教。1940年，纳粹德国入侵丹麦。斯科与绝大多数丹麦人一样，反对纳粹的统治，并进行地下斗争。虽然他没有正式参加地下抵抗组织，但仍用自己的财力和行为为抵抗组织传递信息和提供帮助。他买了一艘快艇，与弟弟一起担任地下联络员。虽然德军禁止在丹麦沿海航行，但细心的斯科经过仔细观察，发现在莱姆维和西兰岛峡湾内，德军查禁不严，于是他就在这些地方活动。后来德军加强了封锁，全面禁止航海，但斯科仍想出了对策，他抓住德军禁令中没有明确是否禁止划船的漏洞，又买了一条独木舟为地下组织提供帮助。
1947年，纳粹投降两年后，斯科的生活也逐渐恢复平静。他重新回到校园，进入奥胡斯大学医学院学习，以完成他在医学方面关于局部麻醉的效力和毒性机理的博士论文。但斯科在论文写作中发现，科研工作比临床手术能带来更大的乐趣，他认为唯有从自己的兴趣出发，充分调动工作积极性，才能取得令人满意的学术成就。因此他毅然放弃了唾手可得的医师资格，转而从事关于生理学中细胞内离子传输酶的研究。
20世纪50年代后期，斯科研究蟹神经细胞膜时发现了三磷酸腺苷合成酶——钠钾ATP酶（Na+-K+-ATPase），ATP酶负责通过细胞膜运送分子。他认为，束缚于细胞膜的钠钾ATP酶可被外部的钾和内部的钠所激活，酶将钠泵出细胞，将钾泵入细胞，从而维持相对于周围外部环境的细胞内高钾低钠浓度，它起着Na+、K+交换泵的作用，故又形象称其为“离子泵”。离子传输酶广泛存在于自然界各种生物的细胞膜中，只要有Na+、K+主动运输的地方就能测到这种酶的活力，作为离子合成酶的运输离子，其能力具有专一性，不同的ATP酶分别称为其对应的泵。如同时运输Na+、K+的叫Na+、K+泵或Na+泵，运输Ca2+的叫Ca2+泵。
詹斯·斯科最早描述了驱使离子通过细胞膜定向转运的“离子泵”，这是所有活细胞基本的机制。细胞内高钾低钠浓度有利于生命细胞的正常活动。如果“离子泵”停止工作，细胞就会膨胀，甚至破裂，人立即会失去知觉，ATP所提供能量的1/3都用于驱动离子泵活动。
詹斯·斯科因发现了的三磷酸腺苷钠钾ATP酶及其离子传输作用而与博耶尔、沃克共获1997年诺贝尔化学奖。
保罗·博耶尔
保罗·博耶尔（美国，1918～），生物化学家，1918年7月31日生于美国犹他州普罗沃。1943年，博耶尔获威斯康星大学生物化学博士学位，1963年，任加利福尼亚大学生物化学教授，1965年后接任该校分子生物研究所所长。
博耶尔在回忆录中的第一句话就是：“我的生命中第一个21年就是在普罗沃度过的。”这里留下了他太多的回忆。博耶尔的父亲年轻时由于体质较弱，没有机会接受良好的教育，但他没有向命运低头，经过努力锻炼身体，再加上没日没夜地念书，终于成为一名骨科医生。父亲的艰辛历程感染了博耶尔，他也学到了父亲的坚强和乐观。
博耶尔的母亲同样是一位平凡人中的伟大女性。对孩子们探索世界时的举动，她总是表现得极为宽容。博耶尔小时候喜欢拆卸家里所有他能触及的东西，但母亲从未斥责过他，总是先和博耶尔说好，动手和观察是两个过程，只要博耶尔能组装回去就行。但慈爱的母亲在博耶尔15岁时被阿狄森氏病（慢性肾上腺皮质功能低下综合征）夺去了生命。这件事对博耶尔产生的影响极大，直接促使他走上探索化学奥秘之路。多年后博耶尔仍不无感慨：“母亲的死激发了我研究生物化学的愿望。但我在基础方面的成就多于应用研究，这与我的初衷有所不同，当时我是想在应用方面多做些事情。从这个意义上说，我当初的愿望没有实现。”
20世纪50年代初，保罗·博耶尔开始研究细胞如何形成三磷酸腺苷（ATP）。1961年，英国化学家米切尔披露：形成ATP所需的能量是氢离子沿着其浓度梯度的方向穿过线粒体膜时提供的（米切尔因此获1978年诺贝尔化学奖）。
直到20世纪80年代，在沃克和斯科的理论支持下，博耶尔证明：广泛存在于叶绿体膜、线粒体膜以及细菌的质膜中的三磷酸腺苷合成酶（Na+-K+-ATPase）在膜两侧氢离子浓度差的驱动下合成了三磷酸腺苷（ATP），从而澄清了三磷酸腺苷的合成机理。他用化学方法提出了三磷酸腺苷合成酶的功能机制理论认为：三磷酸腺苷合成酶像一个由α亚基和β亚基交替组成的圆柱体，在圆柱体中间有一不对称的γ亚基。当γ亚基以每秒100转角速度转动时，会引起β亚基结构的变化，他把这些不同的结构分别称为开放结构、松散结构和紧密结构。博耶尔的这种解释三磷酸腺苷合成酶特性的机制，后来被称为“束缚转变机制”，其中一部分已被沃克所证实。
保罗·博耶尔因在研究产生储能分子三磷酸腺苷（ATP）酶催化过程的开创性贡献而与约翰·沃克、詹斯·斯科共获1997年诺贝尔化学奖。
约翰·沃克
约翰·沃克（英国，1941年～），化学家，1941年1月17日生于英国约克郡哈法克斯，父亲是位钢琴家。1969年，沃克获牛津大学化学博士学位，1974年进入剑桥大学医学研究所分子生物实验室工作。20世纪80年代初，沃克开始研究三磷酸腺苷合成酶的化学成分和结构，三磷酸腺苷合成酶有助于化学能量载体——三磷酸腺苷（ATP）的合成。沃克独立确定了构成三磷酸腺苷合成酶蛋白质单元的氨基酸序列，他还利用X射线描绘出酶的三维立体结构，其研究结果支持了博耶尔的“束缚转变机制”（解释酶特殊性的不平常方法）。沃克的发现为了解生物产生能量的方法提供了真知。
约翰·沃克因确定了构成三磷酸腺苷合成酶蛋白质单元的氨基酸序列并描绘出酶的三维结构而与保罗·博耶尔、詹斯·斯科共获1997年诺贝尔化学奖。
1997年10月11日，瑞典皇家科学院决定将1997年度诺贝尔化学奖授予詹斯·斯科、约翰·沃克和保罗·博耶尔，表彰他们在研究身体细胞是如何储存和传递能量方面所取得的非凡成就。
詹斯·斯科
詹斯·斯科（丹麦，1918～），生物化学家，1918年10月8日生于丹麦莱姆维，毕业于哥本哈根大学，1954年，获奥胡斯大学博士学位，后留校任教。1940年，纳粹德国入侵丹麦。斯科与绝大多数丹麦人一样，反对纳粹的统治，并进行地下斗争。虽然他没有正式参加地下抵抗组织，但仍用自己的财力和行为为抵抗组织传递信息和提供帮助。他买了一艘快艇，与弟弟一起担任地下联络员。虽然德军禁止在丹麦沿海航行，但细心的斯科经过仔细观察，发现在莱姆维和西兰岛峡湾内，德军查禁不严，于是他就在这些地方活动。后来德军加强了封锁，全面禁止航海，但斯科仍想出了对策，他抓住德军禁令中没有明确是否禁止划船的漏洞，又买了一条独木舟为地下组织提供帮助。
1947年，纳粹投降两年后，斯科的生活也逐渐恢复平静。他重新回到校园，进入奥胡斯大学医学院学习，以完成他在医学方面关于局部麻醉的效力和毒性机理的博士论文。但斯科在论文写作中发现，科研工作比临床手术能带来更大的乐趣，他认为唯有从自己的兴趣出发，充分调动工作积极性，才能取得令人满意的学术成就。因此他毅然放弃了唾手可得的医师资格，转而从事关于生理学中细胞内离子传输酶的研究。
20世纪50年代后期，斯科研究蟹神经细胞膜时发现了三磷酸腺苷合成酶——钠钾ATP酶（Na+-K+-ATPase），ATP酶负责通过细胞膜运送分子。他认为，束缚于细胞膜的钠钾ATP酶可被外部的钾和内部的钠所激活，酶将钠泵出细胞，将钾泵入细胞，从而维持相对于周围外部环境的细胞内高钾低钠浓度，它起着Na+、K+交换泵的作用，故又形象称其为“离子泵”。离子传输酶广泛存在于自然界各种生物的细胞膜中，只要有Na+、K+主动运输的地方就能测到这种酶的活力，作为离子合成酶的运输离子，其能力具有专一性，不同的ATP酶分别称为其对应的泵。如同时运输Na+、K+的叫Na+、K+泵或Na+泵，运输Ca2+的叫Ca2+泵。
詹斯·斯科最早描述了驱使离子通过细胞膜定向转运的“离子泵”，这是所有活细胞基本的机制。细胞内高钾低钠浓度有利于生命细胞的正常活动。如果“离子泵”停止工作，细胞就会膨胀，甚至破裂，人立即会失去知觉，ATP所提供能量的1/3都用于驱动离子泵活动。
詹斯·斯科因发现了的三磷酸腺苷钠钾ATP酶及其离子传输作用而与博耶尔、沃克共获1997年诺贝尔化学奖。
保罗·博耶尔
保罗·博耶尔（美国，1918～），生物化学家，1918年7月31日生于美国犹他州普罗沃。1943年，博耶尔获威斯康星大学生物化学博士学位，1963年，任加利福尼亚大学生物化学教授，1965年后接任该校分子生物研究所所长。
博耶尔在回忆录中的第一句话就是：“我的生命中第一个21年就是在普罗沃度过的。”这里留下了他太多的回忆。博耶尔的父亲年轻时由于体质较弱，没有机会接受良好的教育，但他没有向命运低头，经过努力锻炼身体，再加上没日没夜地念书，终于成为一名骨科医生。父亲的艰辛历程感染了博耶尔，他也学到了父亲的坚强和乐观。
博耶尔的母亲同样是一位平凡人中的伟大女性。对孩子们探索世界时的举动，她总是表现得极为宽容。博耶尔小时候喜欢拆卸家里所有他能触及的东西，但母亲从未斥责过他，总是先和博耶尔说好，动手和观察是两个过程，只要博耶尔能组装回去就行。但慈爱的母亲在博耶尔15岁时被阿狄森氏病（慢性肾上腺皮质功能低下综合征）夺去了生命。这件事对博耶尔产生的影响极大，直接促使他走上探索化学奥秘之路。多年后博耶尔仍不无感慨：“母亲的死激发了我研究生物化学的愿望。但我在基础方面的成就多于应用研究，这与我的初衷有所不同，当时我是想在应用方面多做些事情。从这个意义上说，我当初的愿望没有实现。”
20世纪50年代初，保罗·博耶尔开始研究细胞如何形成三磷酸腺苷（ATP）。1961年，英国化学家米切尔披露：形成ATP所需的能量是氢离子沿着其浓度梯度的方向穿过线粒体膜时提供的（米切尔因此获1978年诺贝尔化学奖）。
直到20世纪80年代，在沃克和斯科的理论支持下，博耶尔证明：广泛存在于叶绿体膜、线粒体膜以及细菌的质膜中的三磷酸腺苷合成酶（Na+-K+-ATPase）在膜两侧氢离子浓度差的驱动下合成了三磷酸腺苷（ATP），从而澄清了三磷酸腺苷的合成机理。他用化学方法提出了三磷酸腺苷合成酶的功能机制理论认为：三磷酸腺苷合成酶像一个由α亚基和β亚基交替组成的圆柱体，在圆柱体中间有一不对称的γ亚基。当γ亚基以每秒100转角速度转动时，会引起β亚基结构的变化，他把这些不同的结构分别称为开放结构、松散结构和紧密结构。博耶尔的这种解释三磷酸腺苷合成酶特性的机制，后来被称为“束缚转变机制”，其中一部分已被沃克所证实。
保罗·博耶尔因在研究产生储能分子三磷酸腺苷（ATP）酶催化过程的开创性贡献而与约翰·沃克、詹斯·斯科共获1997年诺贝尔化学奖。
约翰·沃克
约翰·沃克（英国，1941年～），化学家，1941年1月17日生于英国约克郡哈法克斯，父亲是位钢琴家。1969年，沃克获牛津大学化学博士学位，1974年进入剑桥大学医学研究所分子生物实验室工作。20世纪80年代初，沃克开始研究三磷酸腺苷合成酶的化学成分和结构，三磷酸腺苷合成酶有助于化学能量载体——三磷酸腺苷（ATP）的合成。沃克独立确定了构成三磷酸腺苷合成酶蛋白质单元的氨基酸序列，他还利用X射线描绘出酶的三维立体结构，其研究结果支持了博耶尔的“束缚转变机制”（解释酶特殊性的不平常方法）。沃克的发现为了解生物产生能量的方法提供了真知。
约翰·沃克因确定了构成三磷酸腺苷合成酶蛋白质单元的氨基酸序列并描绘出酶的三维结构而与保罗·博耶尔、詹斯·斯科共获1997年诺贝尔化学奖。
