Chemistry 版 (精华区)

发信人: huiguniang (huiguniang), 信区: Chemistry
标  题: 以色列和美国科学家分享2004年诺贝尔化学奖 
发信站: BBS 哈工大紫丁香站 (Thu Oct  7 16:41:17 2004)

 


        瑞典皇家科学院（http://nobelprize.org/chemistry/laureates/2004/press.h
tml,）６日宣布，将２００４年诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙·切哈诺沃、阿夫拉
姆·赫什科和美国科学家欧文·罗斯，以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。三人因
在蛋白质控制系统方面的重大发现而共同获得该奖项。他们突破性地发现了人类细胞如何
控制某种蛋白质的过程，具体地说，就是人类细胞对无用蛋白质的“废物处理”过程。 


        阿龙·切哈诺沃和阿夫拉姆·赫什科目前都在以色列工学院工作，欧文·罗斯则
任职于美国加利福尼亚大学欧文分校。 



        瑞典皇家科学院在颂词中说，一切生物都是由蛋白质组成，过去几十年来，生物
化学界对於细胞如何制造出各种蛋白质有很多解释，但是至於蛋白质的裂解并不是那麽多
人有兴趣，这叁名学者在1980年代初期在主流研究范畴外，深入这个领域，进而发现了细
胞最重要的循环过程，有规律的蛋白质裂解活动，叁人的研究让生物化学界了解，细胞有
如一个高效率运作的检查哨，蛋白质在这里迅速形成、裂解。 

        蛋白质的裂解是精细控制的过程，要被摧毁的蛋白质被粘贴分子名称，诺贝尔颂
词形容为「死亡之吻」，这些名称中包含名为「泛素」的介导物质，紧黏着蛋白质，接着
这些要被裂解的蛋白质通过细胞的「蛋白质解体」，这是一个上下有盖的圆桶状酵素，专
门进程受损或者短期性蛋白质，负责蛋白质分解或者再循环利用，如同细胞的「垃圾桶」
。泛素释出讯号，让蛋白质解体分辨出需要进程的蛋白质。 

        了解泛素介导的蛋白质裂解作用，生物科学界对细胞如何控制分裂哪些蛋白质，
哪些不用分裂的了解就有可能深入到分子层级。泛素介导的蛋白质裂解作用包括，细胞分
裂，DNA的修复，新生蛋白质的质量控制，以及免疫系统的防御能力创建等。当蛋白质裂解
没有正常作用时，人体就会生病，如子宫颈癌症和囊肿纤维症等，这项作用的发现有助於
发展对付这类疾病的药物。 

        这三人分别是，现年57岁的以色列海法理工学院（http://www.technion.ac.il/
,）的学者其查诺佛（Aaron Ciechanover http://md.technion.ac.il/inner/personnel.
php?Lecturer_ID=32,）和67岁的赫许柯（Avram Hershko http://www.technion.ac.il/%
7Erapinst/hershko.html,），以及加州大学尔湾校区（http://www.uci.edu/,）的加拿大
裔美籍学者罗斯（Irwin Rose）。 



     以色列的两位科学家从事蛋白质分解途径的研究已有20余年，经过严格的生物试验，
他们发现了自然界广泛存在的ubiquitin蛋白是如何附着在其他蛋白质上，标记并调节其退
行性变化的。赫尔施科称：“许多人知道人体如何制造蛋白质，但却不知其如何消亡。没
有引擎，汽车自然不能行驶，但没有制动装置，汽车就会失去控制。蛋白质就起着对人体
机能的稳定控制作用”。 

        以色列工程技术学院的两位医学生物学教授曾于2000年获得了受世界医学界广泛
关注的阿尔伯特－拉斯克基础医学研究奖。阿尔伯特－拉斯克基础医学研究奖评审团主席
、前诺贝尔医学生物学奖获奖者戈尔德斯坦对以色列科学家研究成果评价说，“ubiquiti
n系统功能的发现将成为理解癌症和其他某些疾病发生发展的一把钥匙”。他同时指出：u
biquitin在调节蛋白质退化过程里所起作用这一发现意义重大，对人类认识细胞恶性变异
、炎症和免疫反应失调等关系细胞存亡的变化至关重要。 

        科学家认为，研究成果将对癌症的研究与治疗产生重要影响。赫尔施科称：我并
不认为我们的发现可被用于各种癌症的治疗，但希望通过我们的努力能对特定种类癌症提
供有效的治疗。他尤其对结肠癌、宫颈癌、黑素瘤以及蛋白质异常退化引发的其他肿瘤的
治疗表示乐观。辛奇奥弗也指出，他们的研究成果不仅对了解和治疗癌症有重要意义，对
其他如老年痴呆、帕金森症等疾病也是如此。这些疾病主要是由于免疫和炎症功能失调，
导致人体抵抗外界病毒和细菌侵袭的能力衰退造成的。 



     2000年，以色列工程技术学院的两位生物医学科学家阿维拉姆.赫尔施和艾伦.辛奇奥
弗获得世界医学界广泛关注、仅次于诺贝尔奖的“阿尔伯特一拉斯克基础医学研究奖”，
以表彰他们在蛋白质退化方面所取得的具有开拓意义的研究成果。他们的研究发现：自然
界广泛存在着Ubiquitin蛋白，标记并调节其他蛋白的退化。Ubiquitin系统功能的发现，
对于人类认识细胞恶性变异、免疫系统失调等关系细胞存亡变化至关重要，将对癌症的研
究和治疗产生重要影响。 



        泛素（Ubiquitin）是一个由76个氨基酸组成的高度保守的多肽链,因其广泛分布
于各类细胞而得名。泛素共价地结合于底物蛋白质的赖氨酸残基，被泛素标记的蛋白质将
被特异性地识别并迅速降解，泛素的这种标记作用是非底物特异性的，在蛋白质降解过程
中泛素的枢纽作用越来越得到研究者的重视。细胞中的蛋白质处于不断地降解与更新的过
程中，保持细胞正常的蛋白质代谢对于生命的正常功能至关重要。控制蛋白质降解的机制
尚未阐明，现在已清楚细胞蛋白的降解是一个复杂的、被严密调控的过程，此过程在细胞
疾病和健康状态、生存和死亡的一系列基本过程中(细胞凋亡、DNA修复等）扮演重要角色
， 蛋白质降解异常与许多疾病（恶性肿瘤,神经退行性疾患等）的发生密切相关。基因的
功能是通过蛋白质的表达实现的，而泛素在蛋白质降解中的作用机制如能被阐明将对解释
多种疾病的发生机制和遗传信息的调控表达有重要意义。 



原始论文： 

Ciechanover, A., Hod, Y., and Hershko, A. (1978) "A heat-stable polypeptide co
mponent of an ATP-dependent proteolytic system from reticulocytes". Biochem. B
iophys. Res. Commun. 81, pp. 1100-1105. 

Hershko, A., Ciechanover, A., and Rose, I.A. (1979) "Resolution of the ATP-dep
endent proteolytic system from reticulocytes: A component that interacts with 
ATP". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 76, pp. 3107-3110. 

Ciechanover, A., Heller, H., Elias, S., Haas, A.L., and Hershko, A. (1980) "AT
P-dependent conjugation of reticulocyte proteins with the polypeptide required
 for protein degradation". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77, pp. 1365-1368. 

Hershko, A., Ciechanover, A., Heller, H., Haas, A.L., and Rose I.A. (1980) "Pr
oposed role of ATP in protein breakdown: Conjugation of proteins with multiple
 chains of the polypeptide of ATP-dependent proteolysis". Proc. Natl. Acad. Sc
i. USA 77, pp. 1783-1786. 

Ciechanover, A., Heller, H., Katz-Etzion, R., and Hershko, A. (1981) "Activati
on of the heat-stable polypeptide of the ATP-dependent proteolytic system". Pr
oc. Natl. Acad. Sci. USA 78, pp. 761-765. 

Hershko, A., Heller, H., Elias, S., and Ciechanover, A. (1983) "Components of 
ubiquitin-protein ligase system". J. Biol. Chem. 258, pp. 8206-8214.     

     

其他文章 

Ciechanover, A. (1998) "The ubiquitin-proteasome pathway: on protein death and
 cell life". EMBO J., 17, pp. 7151-7160. 

Goldberg, A.L., Elledge, S.J. and Harper, J.W. (2001) "The cellular chamber of
 doom". Scientific American, Jan 284 (1), pp. 56-61. 

Hershko, A. and Ciechanover, A. (1998) "The ubiquitin system". Annu. Rev. Bioc
hem 67, pp. 425-479. 

Weissman, A.M. (2001) "Themes and variations on ubiquitylation". Nature review
s Molecular cell biology 2, pp. 169-178. 

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