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    諾貝爾化學獎歸屬生物化學家 從制藥到對抗疾病為人類帶來福祉

    2018-10-03 科研圈
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    2018年諾貝爾化學獎獲得者“控制”了進化,并利用這一手段為人類帶來巨大的福祉。由人為定向進化產生的酶,已經被用于制造包括生物燃料到藥物的各種物質。

    2018 年 10 月 3 日,北京時間 17 時 45 分許,美國化學家弗朗西斯·H·阿諾德、美國生物化學家喬治·P·史密斯(George P. Smith)和英國生物化學家格雷戈里·P·溫特爵士、榮獲2018年諾貝爾化學獎。

    2018年諾貝爾化學獎獲得者“控制”了進化,并利用這一手段為人類帶來巨大的福祉。由人為定向進化產生的酶,已經被用于制造包括生物燃料到藥物的各種物質。而通過一種名叫“噬菌體展示”(phage display)的方法產生的抗體,可以用于對抗人類的自身免疫疾病,并且在一些情況下治愈轉移性癌癥。

    2018年諾貝爾化學獎得主:弗朗西斯·H·阿諾德、英國生物化學家格雷戈里·P·溫特爵士

    獲獎者簡介

    弗朗西斯·H·阿諾德(Frances H Arnold)

    獲獎理由:酶的定向進化

    弗朗西斯·H·阿諾德是美國化學家,加州理工學院萊納斯·鮑林教授(Linus Pauling Professor )。1956年出生于美國匹茲堡,1979年本科畢業于普林斯頓大學機械與航空工程學院,1985于加利福尼亞大學伯克利分校取得化學工程博士學位,1986年進入加州理工學院。

    阿諾德首次實現了酶的定向進化。酶是催化化學反應的蛋白質,通過定向進化得到的酶被用于制造各種物質,例如生物燃料和藥物。她擁有多項專利,多次獲得重大獎項,包括美國工程界最高榮譽之一的德雷珀獎(Draper Prize,2011)、美國國家技術和創新獎章(National Medal of Technology and Innovation,2013)等,2016年成為首位獲得芬蘭千年科技大獎(Millennium Technology Prize)的女性。

    喬治·P·史密斯(George P. Smith)

    獲獎理由:肽和抗體的噬菌體展示技術

    喬治·P·史密斯(George P. Smith),密蘇里大學校董會杰出教授(Curators’ Distinguished Professor Emeritus)。1941年出生于美國諾瓦克,1970年于哈佛大學取得博士學位。史密斯的研究方向主要是利用噬菌體展示技術進行癌癥的分子成像,他于2007年獲得美國微生物學會頒發的普羅麥格生物技術研究獎(Promega Biotechnology Research Award)。

    格雷戈里·P·溫特 爵士(Sir Gregory P. Winter)

    獲獎理由:使用噬菌體展示技術來生產新的藥物。如今,噬菌體展示技術已經產生了可中和毒素、抵抗自身免疫疾病和治愈轉移性癌癥的抗體。

    格雷戈里·P·溫特爵士,1951年4月14日出生,英國生物化學家,治療性單克隆抗體的先驅。他發明了擬人化(humanise,1986年)和后來的全擬人化噬菌體展示技術(phage display),以及用于治療用途的抗體的相關技術。在此之前,這些抗體來自小鼠,因人體免疫系統的免疫反應而難以用于人類治療。他是英國劍橋大學三一學院(Trinity College, Cambridge)成員,并于2012年10月2日被任命為三一學院的負責人。他曾擔任醫學研究委員會分子生物學實驗室副主任,主管蛋白質和核酸化學分部。

    溫特于1990年被選為皇家學會會員(Fellow of the Royal Society,FRS),并于2011年獲得該學會頒發的皇家獎章,“表彰他在蛋白質工程和治療性單克隆抗體方面的開創性工作,以及他作為發明家和企業家的貢獻”。 他于1994年獲得謝勒獎(Scheele Award),1995年獲得了多項國際獎項,包括費薩爾國王醫學獎(King Faisal International Prize for Medicine)。

    諾貝爾獎官方網站鏈接:https://www.nobelprize.org/

    解讀2018年諾貝爾化學獎:駕馭進化的力量

    生物的多樣性揭示了進化的力量。自從生命的在37億年前首次出現以來,地球上幾乎每個縫隙都充滿了不同種類生物的混合物。生命已經蔓延到溫泉、深海和干燥的沙漠,而這一切都是因為進化解決了許多化學問題。生命的化學工具 -——蛋白質,經過了優化、改變和更新,創造了令人難以置信的多樣性。

    今年的諾貝爾化學獎獲得者受到進化力量的啟發,并使用了與進化相同的原理 ——遺傳變異和選擇 ,研發出解決人類化學問題的蛋白質。

    今年諾貝爾化學獎的一部分授予了弗朗西斯·H·阿諾德。 1993年,她進行了酶的第一次定向進化,這些酶是催化化學反應的蛋白質。經她改進的這一技術,如今已經成為開發新型催化劑的常規方法。 阿諾德研發出的酶具有廣泛的用途,包括制造更環保的化學物質(如藥品),以及生產更環保的可再生燃料。

    另一半諾貝爾化學獎由喬治·P·史密斯和格雷戈里·P·溫特爵士分享。1985年,史密斯開發了一種巧妙的方法——噬菌體展示(phage display)技術,將噬菌體這種能夠感染細菌的病毒用于新蛋白質的進化。溫特爵士使用噬菌體展示的方法,對抗體進行定向進化,從而獲得新的藥物。第一個用這種方法獲得的藥物阿達木單抗(adalimumab),于2002年獲批并用于類風濕性關節炎,牛皮癬和炎性腸道疾病。

    從那時起,噬菌體展示技術產生的抗體可以中和毒素,抵消自身免疫疾病,并且還能治愈轉移性癌癥。我們目前還處于定向進化研究的早期階段,但它正在并且能夠在未來給人類帶來更多的助益。

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  • 菠蘿 2018-10-02

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  • 楊瑞靜(整理) 2018-10-01

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  • 2018-09-15

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