约翰·诺思罗普（1946年诺贝尔化学奖得主）

约翰·诺思罗普

出生	1891年7月5日，美国纽约州扬克斯
逝世	1987年5月27日（95岁），美国亚利桑那州威肯堡
国籍	美国
身份	化学家、生物化学家
获奖年份	1946年
奖项类别	诺贝尔化学奖（一半，与萨姆纳、斯坦利共享）
获奖理由	制备纯化的酶和病毒蛋白质

约翰·霍华德·诺思罗普（John Howard Northrop，1891—1987），美国生物化学家，酶纯化与结晶领域的先驱，蛋白质化学的重要奠基人之一。他因"制备纯化的酶和病毒蛋白质"获得1946年诺贝尔化学奖的一半（与温德尔·斯坦利共享）。

生平

1891年7月5日，诺思罗普出生于美国纽约州扬克斯的一个学术世家。父亲约翰·以赛亚·诺思罗普是哥伦比亚大学的动物学教授，母亲艾丽斯·诺思罗普是植物学家。更显赫的是他的外祖父——约翰·霍华德（John Howard），那位著名的慈善家、监狱改革者。然而，在诺思罗普出生之前，父亲在一场实验室煤气泄露事故中中毒身亡。他由母亲和亲戚抚养长大。

1912年，诺思罗普从哥伦比亚大学获得化学学士学位。1915年获得博士学位，导师是著名化学家雅克·勒布（Jacques Loeb），论文研究方向是蛋白质的物理化学性质。同年，他加入洛克菲勒医学研究所（现洛克菲勒大学）工作。

第一次世界大战期间，诺思罗普应征入伍，在美国化学战部队服役。战后他返回洛克菲勒研究所，将职业生涯的全部精力投入到酶化学研究。1929年，他成为洛克菲勒医学院的副教授，1937年晋升为正式教授。他一生未婚，与实验室为伴。

1961年退休后，诺思罗普仍然活跃在研究领域，但将更多时间投入到登山、徒步旅行等户外运动中。他活到95岁高龄，1987年5月27日在亚利桑那州威肯堡逝世。

学术生涯

诺思罗普的学术生涯聚焦于酶的分离、纯化和化学本质研究。20世纪20年代末，在詹姆斯·萨姆纳首次结晶脲酶后，诺思罗普以独立方法发展了酶的纯化技术，并获得了更令人信服的证据。

1929年，诺思罗普成功结晶了胃蛋白酶（pepsin），这是第二个被结晶的酶。他使用了一系列当时最先进的蛋白质分离技术（等电点沉淀、盐析、吸附、低温分级沉淀等），获得了极高纯度的胃蛋白酶结晶。更重要的是，他引入了溶解度分析法（solubility analysis）作为判断蛋白质纯度的标准。如果一种蛋白质在变化条件下的溶解度恒定，就是纯化的有力证据。

此后，诺思罗普将他的纯化方法推广到其他消化酶——他先后成功结晶了胰蛋白酶（trypsin）、胰凝乳蛋白酶（chymotrypsin）和它们的酶原形式（trypsinogen、chymotrypsinogen）。他还系统研究了这些酶的自催化活化机制——证明了胰蛋白酶原可以通过少量胰蛋白酶的催化转化为活性胰蛋白酶。这一发现揭示了生物体内酶激活的级联放大原理。

1946年，与诺思罗普同获诺贝尔奖的温德尔·斯坦利通过类似方法成功结晶了烟草花叶病毒（TMV），证明病毒也可以像酶一样被纯化和结晶，这一发现具有革命性意义——它将病毒明确地定位为化学实体。

获奖成就

1946年诺贝尔化学奖的三位得主——萨姆纳、诺思罗普、斯坦利——共同确立了"生物大分子可以结晶"这一关键概念。诺思罗普的贡献在于：他开发了可复制的酶纯化方案，并引入了物理化学手段来确证酶的均一性和蛋白质本质。

诺思罗普的研究使酶被明确归入蛋白质类物质，奠定了酶化学和结构生物学的基础。没有诺思罗普的方法，后续的蛋白质测序（如胰岛素的氨基酸序列测定）和X射线晶体学将无法推进。

1946年，瑞典科学院还提名诺思罗普为美国国家科学院院士。他亦获得过美国化学学会的奖章（1946年）、伯尔尼大学荣誉博士等多项荣誉。

历史贡献

诺思罗普的方法论贡献是巨大且持久的。他建立的"溶解度分析"至今仍是蛋白质纯化的重要判据。他引入的以纯化酶为标本研究酶催化机理的思路，将酶学从模糊的生理学描述提升为精确的化学科学。

在工业应用层面，诺思罗普的酶纯化技术直接推动了酶在食品加工、洗涤剂、制药等领域的工业应用。结晶胰蛋白酶的工业生产至今仍是生物技术的重要环节。

在医学层面，诺思罗普对酶原激活机制的研究帮助理解了许多生理和病理过程——从消化功能到血液凝固的级联反应，再到癌细胞侵袭过程中基质金属蛋白酶的作用。这些机制的理解直接来源于诺思罗普对胰蛋白酶原激活的经典研究。

轶事典故 =

与世隔绝的研究者

诺思罗普性格内向，几乎完全沉浸于实验工作。他很少参加科学会议，不主动宣传自己的成果，甚至很少与同事交谈。他曾在洛克菲勒研究所的实验室中度过连续数月几乎不出门的时光。他的全部生活就是实验室，不知疲倦地重复纯化实验。

关于萨姆纳的争议

与萨姆纳早期被科学界冷遇不同，诺思罗普的胃蛋白酶结晶工作很快被接受。一部分原因是他的方法更加严谨，引入了严格的纯度标准，但也是因为科学界对萨姆纳的批评为诺思罗普的工作铺平了道路。两位科学家之间的关系微妙——萨姆纳认为自己应独占酶结晶的荣誉。诺贝尔奖三人共享的方案实际上缓解了两人之间的紧张关系。

参考文献

1. Northrop, J. H. (1939). Crystalline Enzymes. New York: Columbia University Press. 2. Herriott, R. M. (1948). John H. Northrop. Science, 108, 413-415. 3. Nobel Foundation. (1946). The Nobel Prize in Chemistry 1946. 4. Northrop, J. H., Kunitz, M., & Herriott, R. M. (1948). Crystalline Enzymes, 2nd ed. New York: Columbia University Press. 5. Kay, L. E. (1989). The Molecular Vision of Life. Oxford: Oxford University Press.