醫學史上的1月7日:英國化學家約翰·沃克出生,他解釋了何為ATP

2021-01-08 五號醫生吳昊

歷史上的今天即1941年1月7日,英國化學家約翰·沃克(John Walker,1941.1.7-)出生。

1941年1月7日,約翰·沃克出生於英國約克郡的哈利法克斯,父親是一名石匠平時擅長演奏鋼琴和歌唱。沃克在拉斯特裡克語法學校接受過學術教育,在過去的三年裡他的專業是物理科學和數學。他還擅長運動,是學校的足球和板球隊長。1960年,約翰·沃克進入牛津聖凱薩琳學院,1964年獲得化學學士學位。

1965年,約翰·沃克在牛津大學威廉—鄧恩病理學院與E.P.亞伯拉罕合作開始肽抗生素研究,1969年他從病理學院畢業取得D.菲爾學位。在此期間,約翰·沃克通過英國廣播公司(BBC)的一系列電視節目,了解到了上世紀50年代和60年代初劍橋在分子生物學方面取得的驚人進展。其中,約翰·肯德魯的《生命之絲》等節目給他留下了深刻的印象和極大的興趣。

之後他迅速地閱讀了《基因的分子生物學》和《細菌遺傳學》以獲取更多的信息。1966年,牛津大學分子生物物理學教授大衛·菲利普斯(David Phillips)為新研究生舉辦了一系列令人興奮的關於蛋白質結構的講座,這些講座增加了約翰·沃克對這個新領域的認識。後來,病理學教授亨利·哈裡斯(Henry Harris)的一系列講座以《核子和細胞質》的書刊形式出版,再次震驚了世界。

1969年—1971年,約翰·沃克進入威斯康星大學藥學院工作,然後在1971年—1974年期間前往法國,並得以進入大名鼎鼎的巴斯德研究所(Institut Pasteur)。

1974年復活節前夕,約翰·沃克在劍橋參加了一個題為「蛋白質序列分析」的研討會。該活動由歐洲分子生物學組織贊助,由醫學研究委員會分子生物學實驗室(LMB)的伊安·哈裡斯和劍橋大學生物化學系的理察·佩勒姆主辦。在宴會上,約翰·沃克有機會結識弗雷德桑格並受邀加入伊安·哈裡斯的團隊。自1974年6月起,他可以到分子生物學實驗室LMB的蛋白質及核酸化學部(PNAC)工作。誰知道這個工作一幹就是23年。這期間,他們進行了DNA測序,發明了單克隆抗體以及線粒體。

所有的生命都需要能量,無論是植物還是動物,能量都是由一種特殊的分子--三磷酸腺苷(ATP)儲存和運輸的。光合作用和呼吸產生氫離子的流動,利用ATP合酶的幫助來建立ATP分子。ATP合酶是一種酶,在不被最終產物結合的情況下促進了這個過程。1974年,保羅·波耶爾(Paul Boyer,1997年諾貝爾化學獎得主之一)提出了一個解釋ATP合成酶工作原理的理論。這一理論在1994年得到證實,當時約翰·沃克使用X射線晶體學確定了ATP合酶的結構。

因共同解釋三磷酸腺苷(ATP)合成的酶機制,約翰·沃克和保羅·波耶爾共同分享了1997年諾貝爾化學獎的1/2,而另1/2由首次發現離子轉運酶——Na+K+-ATPase的延斯·斯庫獲得。

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