弄酶的人

【字体: 时间:2006年05月31日 来源:江苏公众科技网

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  对于阿瑟·科恩伯格(Arthur  Kornberg)而言,酶是其一生挚爱和追求的对象,他坚信酶在细胞功能中的核心作用。他发现了30多种酶,如马铃薯核苷酸焦磷酸酶、磷脂酸合成酶、多磷酸合成酶、DNA聚合酶等。其中,由于在1955年发现了DNA聚合酶,他与奥乔亚(发现RNA聚合酶)共享1959年的诺贝尔生理或医学奖。1967年,他合成了第一个具有生物功能的病毒——Φ×174

一般人知道酶,但不太清楚到底酶是什么东西,有什么用处等等。生物学家科恩伯格一生都在研究酶,贡献颇大,曾因对DNA聚合酶的研究而获得了诺贝尔生物学或医学奖(1959年)。

然而他在十多年前却写一本《酶的情人》自传式的普及生物化学、特别是酶的有趣而耐读且引人入胜深思的类似文学的作品。

科学家写回忆或自传的很多,尤其在西方,大科学家写的自传多极具文化品位,和他们做科学研究,在实验室里埋头专心一意重复实验,整理一堆堆看似枯燥无味的数据的“劲头”很不相同。多数回忆自传都非常风趣,有人情味,把科学和生活融到一起,读起来颇觉有“味”,更容易理解和吸收。《酶的情人》正是这样一本“文学”作品。我是化学家,对酶知之甚少,只知酶可以催化很多难以实现的化学反应。酶为何物反而不甚了了,至于在生物中的意义就知之更少了。然而科恩伯格的书却意外地吸引了我,不但对酶的知识增加了很多,同时对于科学家在他的研究实践和他的人生之间关系的体会更令我感动。

什么是酶,科恩伯格很精确而简单地定义为:“由一条或多条氨基酸链组成的大分子蛋白质。”这种蛋白质由于链中单元结构不同,即氨基酸的排列不同,而展现了不同的性能,特别是分别有不同的“爪、裂缝、凹陷、突起等的表面特性”,因而酶能利用这些特性来“抓、握、拉长、弯扭与它作用的分子”,从而使被它“抓”住的分子进行各种不同的化学反应,而生成不同的新化合物或物质。这种特殊的“抓”法使分子的反应提高了数百倍甚至数千倍。

在对DNA的研究中,科恩伯格发现了DNA链不只能自发组成,而且可以用一种DNA聚合酶来催化合成,为此他获得了诺贝尔奖。他一生中发现了30多种酶,钟情于酶,特别是在对DNA的研究中他写道:“DNA本身是无生命的,它的语言冰冷而威严。真正赋予细胞生命和个性的是酶。它们控制着整个机体,哪怕仅仅一个酶的功能异常都可能致命。”这是从生物化学深入研究得出来的看法。“生命”是一个极为复杂的概念,科恩伯格在探索“生命”时把酶和DNA联合起来研究,他的眼光是远大的,在谈到基因、遗传、重组DNA等生物科学中的重大问题时,他总是把生物化学的观念放在最基本的地方。这本书是15年前写成的,这种观点今天仍是非常适用的。这种用科普的语言演绎和解读复杂的生物现象酶的研究中去,可以说在普及和酶的知识中是完美易懂的。

酶在我们生存的这个世界里,是一种无处不在的生物体,它们顽强,但却对存在的环境十分敏感。酶的本领极大,人类本身缺少酶几乎无法生存。酶可以为化学家服务,制造、合成很多极为特殊的物质如特殊的药品、食品等等。科恩伯格指出:“对我们的生命而言,自然界中找不到像酶那样重要的任何其他物质。”所以科恩伯格一生爱酶极深,研究了一生。而且这种对酶的痴迷带给科恩伯格生活中无限的乐趣。

《酶的情人》是科恩伯格把他一生的经历以轻松愉快的笔调和化深奥不易理解的科学内容为易懂的语言撰写的一部风趣、通俗、极富生活气息的“文学”作品。这本书又是一种自传式的作品,内容包括科学家、科学研究、科学活动、科学普及、科学精神等多方面的论述,文字生动活泼,通俗易懂、充满机智。尤其是通过作者对自己科学生涯的变化,从临床医学,战地医生到营养研究,最后走入生物化学,创建了美国两所知名大学的生物化学系并任系主任,在发展生物化学方面做出了重大贡献,作者把他的这一串经历的来龙去脉和科学发展的关连,对科研的看法,个人生活都联系到一起。作者是从生活实践中找到了根本的科学发展道路。正是他的临床医学实践才支持了他在基础研究中的兴趣,发挥了执著、刻苦的精神。

这本书引人入胜的地方还在于除了对酶的知识普及,高级的普及外还穿插了他在科学研究中的体会,尤其是在研究中动手能力的重要性讲得最多,他要求学生对每一次实验都要严格重复,数据要准确无误,并能迅速地掌握最新的仪器设备的使用。他善于与学生们经常进行自由式的学术讨论,畅所欲言,学术民主。甚至在他的家庭中也充满了学术气氛,他的夫人和大儿子都是生物化学家,这方面的叙述十分生动,实是楷模。

“科学作为一种创造性的活动,是一种艺术形式。”“科学的独特性在于它的规律性,而不在于他的实践者。可验证性和不断地进步使科学有别于其他的艺术形式。”这是科恩伯格在《酶的情人》最后一章“回顾我的科学生涯”中的两句精辟阐述。

大思想家爱默生(Emerson)曾经认为自然、文学和伟人生平是宗教的三大代替物。《酶的情人》确实包括了这三个内容,这本书的意义就不必详细说了。在发达国家这种“宗教的代替”已有很深的传统,而在中国,虽然经济、科学已相当发达,然而“宗教的代替”仍然很薄弱,值得思考。
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