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弗雷德里克·桑格(英國生物化學家)

弗雷德里克·桑格(1918年8月13日-2013年11月19日),是一位英國生物化學家,曾經在1958年及1980年兩度獲得諾貝爾化學獎,是第四位兩度獲得諾貝爾獎的科學家。

人物經歷

弗雷德里克·桑格的父親是一名醫生,因此他原先打算研究醫學。但是由于對生物化學的濃厚興趣,而劍橋大學也正好有許多生物化學先驅,桑格決定在那里攻讀生物化學。桑格最終在劍橋大學獲得哲學博士學位并與瑪格麗特·瓊·豪(Margaret Joan Howe)結婚,他們育有兩個兒子和一個女兒。

桑格完整定序了胰島素的氨基酸序列,證明蛋白質具有明確構造,于1958年獲得諾貝爾化學獎;他上世紀70年代提出快速測定脫氧核糖核酸(D N A )序列的技術"雙去氧終止法"、即雙脫氧核苷酸鏈中止法,又稱“桑格法”,于1980年與另外兩名科學家共享諾貝爾化學獎。

1983年的某一天,桑格在專心做實驗時突然感到自己已經夠老了,于是停下了實驗并宣布自己退休,從此在自己的花園里度過了大部分余生。

1986年,桑格獲得英國最高榮譽“功績勛章”,但拒絕封爵,因為不喜歡別人稱自己為“爵士”(Sir)。

研究成果

桑格在1955年將胰島素的氨基酸序列完整地定序出來,同時證明蛋白質具有明確構造。他利用自己新發現的桑格試劑(Sanger's reagent),也就是2,4-二硝基氟苯(2,4-dinitrofluorobenzene)將胰島素降解成小片段,并與專門水解蛋白質的胰蛋白酶混合在一起。再將一部分混合物的樣本置放于濾紙的一面,并利用一種色層分析方法來做進一步的實驗,首先他將一種溶劑從單一方向通過濾紙,同時又讓電流以相反向通過。

由于不同的蛋白質片段有不同的溶解度與電荷,因此在電泳后,這些片段最后會各自停留在不同的位置,產生特定的圖案。桑格將此圖案稱為“指紋”(fingerprints);不同的蛋白質擁有不同的圖案,成為可供辨識且可重現的特征。之后桑格又將小片段重新組合成氨基酸長鏈,進而推導出完整的胰島素結構。因此得出結論,認為胰島素具有特定的氨基酸序列。這項研究使他單獨獲得了1958年的諾貝爾化學獎。

1975年時,桑格發展出一種稱為鏈終止法(chain termination method)的技術來測定DNA序列,這種方法也稱做“雙去氧終止法”(Dideoxy termination method)或是“桑格法”。兩年之后,他利用此技術成功定序出Φ-X174噬菌體(Phage Φ-X174)的基因組序列。這也是首次完整的基因組定序工作。他所發明的技術比起當時其他方法使用了較不具毒性的材料。主要是先進行PCR,利用DNA引子和DNA聚合酶使DNA鏈得以展開復制,再利用雙去氧核苷酸(dideoxynucleotides)來終止DNA鏈的合成。實驗會使不同序列的DNA帶有不同長度,使其得以經由電泳來做分析。

這項研究后來成為人類基因組計劃等研究得以展開的關鍵之一,并使桑格于1980年再度獲得諾貝爾化學獎,與桑格合作研究的沃特·吉爾伯特,以及另一團隊的保羅·伯格(Paul Berg)也一同獲獎。第二座諾貝爾獎使他成為繼瑪莉·居里、萊納斯·鮑林,以及約翰·巴丁之后的第四位兩度獲獎者。到了1979年,桑格又與吉爾伯特和伯格一同獲得哥倫比亞大學的路易莎·格羅斯·霍維茨獎(Louisa Gross Horwitz Prize)。

個人榮譽

* 1954年成為皇家學會會員(FRS)。

* 1963年獲得不列顛帝國勛章(CBE)。

* 1981年獲得名譽勛位(CH)。

* 1986年獲得功績勛章(OM)。

個人影響

桑格于1982年退休,英國的維康信托基金會(Wellcome Trust)和醫學研究理事會(Medical Research Council),于1993年成立了桑格中心(Sanger Centre),這座研究機構稱為桑格研究院(Sanger Institute),地點位于英國劍橋,是世界上進行基因組研究的主要機構之一。2007年,維康信托提供英國生物化學學會(British Biochemical Society)一項補助,使其為桑格從1989年以后的實驗研究紀錄進行建檔及保存。

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