張經緯觀點:拓展而非縮減翁啟惠院長對人類的貢獻

2016-05-11 06:50

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雖然基因及蛋白質控制人類主要生理機制,但人體內有90%以上的蛋白質都和醣分子連接,醣分子與蛋白質共同影響人體最終生理功能。

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分子生物研究巨人

醣分子早在赫爾曼·埃米爾·費歇爾時代,就已經可以合成多種糖類,了解葡萄糖及糖類普遍的立體異構現象,1902年費歇爾因對嘌呤和糖類的合成研究得到諾貝爾化學獎。費歇爾是一位偉大的科學家,他也對蛋白質的組成和性質進行了開創性的研究,首先提出並發現幾種胺基酸,並通過胺基酸合成蛋白質。但他在66歲時因為一個兒子在一戰陣亡,另一個兒子受不了新兵訓練自殺,自己也自殺身亡。

英國阿徹·約翰·波特·馬丁理察·勞倫斯·米林頓·辛格因為發明了分配色譜法而獲得1952年諾貝爾化學獎,弗雷德里克·桑格運用此概念分析蛋白質結構,並且首度將胰島素的結構完整定序,使他獨自獲得1958年諾貝爾化學獎。佛朗西斯·克里克詹姆斯·杜威·沃森莫里斯·威爾金斯因解開DNA結構獲得1962年諾貝爾化學獎。桑格並且在1980年以桑格測序法成功的對對核酸中DNA鹼基定序,獲得另一次諾貝爾化學獎,為後來的人類基因組計劃奠下基礎。

桑格是我最景仰的科學家,1982年64歲時退休,2013年以95高齡過世。桑格在他的諾貝爾得獎自傳中寫到:「我在劍橋時光只專注基礎研究,竭力遠離教學及行政工作。」他指導過兩位博士生,首位博士生伊麗莎白·布萊克本在2009年獲得諾貝爾生理學或醫學獎。

逐漸明白醣分子的重要

基因及蛋白質研究並不能完全解釋許多生理功能,譬如為何有不同血型?為何O型血可以給輸給任何人,其他人輸錯血會導致血液凝結死亡?英國人沃特金斯(Watkins)和摩爾根(Morgan)1962年才發現紅血球上有ABO不同抗原,就是醣分子不同。當異種血液輸入後,身體抗體會展開攻擊,導致血液凝結。如果能利用對的酵素,就可以在戰場或緊急狀況,把任何血型都變成O 型給需要的人。

醣類分子
醣類分子

醣類分子,特別是細胞表面的醣類,包括醣蛋白(Glycoproteins,醣與蛋白質連結的大分子)、醣脂質(Glycolipids)…等,負責許多重要生理功能,例如啟動免疫系統抵禦細菌、病毒的入侵及感染及防範癌細胞的增生及轉移。

醣類分子研究包括:探討這些分子的生理功能(醣質生物學,Glycobiology);合成製備方法的開發,與結構的分析、鑑定(醣類化學,Carbohydrate Chemistry);相關的免疫學研究(醣免疫學,Glyco-immunology)。

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