路易斯·莱洛伊尔(1970年诺贝尔化学奖得主)
| 路易斯·弗雷德里克·莱洛伊尔 Luis Federico Leloir | |
|---|---|
| 出生 | 1906年9月6日 法国巴黎 |
| 逝世 | 1987年12月2日(81岁) 阿根廷布宜诺斯艾利斯 |
| 国籍 | 阿根廷(生于法国,幼年赴阿根廷) |
| 身份 | 生物化学家、布宜诺斯艾利斯大学教授 |
| 获奖年份 | 1970年 |
| 奖项类别 | 诺贝尔化学奖 |
| 获奖理由 | 因其发现糖核苷酸及其在糖类生物合成中的作用 |
生平
路易斯·弗雷德里克·莱洛伊尔1906年9月6日出生于法国巴黎的一个阿根廷富商家庭。其父费德里科·莱洛伊尔为阿根廷人,在巴黎经商。母亲是法国人。莱洛伊尔不到两岁时父亲去世,全家随后返回阿根廷定居。他在布宜诺斯艾利斯长大,就读于贵族学校。但少年莱洛伊尔对学业并不十分投入,成绩平平。他先进入布宜诺斯艾利斯大学学习医学,后转学化学,1932年获得医学博士学位。此后他曾在英国剑桥大学与诺贝尔奖得主弗雷德里克·高兰·霍普金斯合作研究。1934年回到阿根廷,1944年因阿根廷政治动荡前往美国工作。1947年回国创立坎波马尔生物化学研究所(Instituto de Investigaciones Bioquímicas Fundación Campomar),在此度过大部分科研生涯。1987年12月2日在布宜诺斯艾利斯去世,享年81岁。
学术生涯
莱洛伊尔的学术道路起步较晚且曲折。在剑桥大学霍普金斯实验室期间,他研究了甘油醛磷酸脱氢酶,对糖类代谢产生了浓厚兴趣。1930年代后期回到阿根廷后,他在布宜诺斯艾利斯大学从事糖类生物化学研究。
1944年,因阿根廷政局变化(庇隆执政),学术环境恶化,莱洛伊尔前往美国,先在圣路易斯华盛顿大学与卡尔·科里和格特·科里夫妇合作,后到哥伦比亚大学工作。在美国期间,他研究了糖原的降解和合成酶体系。
1947年,莱洛伊尔返回阿根廷。他拒绝了多个海外高校的高薪职位,决心在祖国建立自己的实验室。他用私人捐款和基金会支持创立了坎波马尔研究所。该研究所起初条件极其简陋,位于一所普通住宅内,实验设备多为自制或二手翻新。但在莱洛伊尔的领导下,这里成了世界级的生物化学研究中心。
在坎波马尔研究所,莱洛伊尔系统研究了糖原和淀粉的生物合成途径。他的关键突破发生在1948至1950年间,当时他和合作者发现了一类全新的生物分子——糖核苷酸(sugar nucleotides),其中第一个被鉴定的是尿苷二磷酸葡萄糖(UDP-glucose)。
获奖成就
莱洛伊尔因"发现糖核苷酸及其在糖类生物合成中的作用"获得1970年诺贝尔化学奖。他是首位也是迄今为止唯一一位获得诺贝尔化学奖的阿根廷人。
莱洛伊尔的主要贡献包括:
糖核苷酸的发现。莱洛伊尔证明,糖类分子在进行生物合成时,首先被活化形成糖核苷酸形式,如UDP-葡萄糖、UDP-半乳糖、GDP-甘露糖等。这些活化的糖基供体是糖原、淀粉、纤维素和糖蛋白等复杂糖类分子合成的关键中间体。
糖原和淀粉生物合成途径的阐明。莱洛伊尔鉴定了糖原合成酶(glycogen synthase)和分支酶,完整解出了糖原生物合成的化学步骤。
揭示了半乳糖血症的代谢基础。他发现缺乏UDP-半乳糖-4-差向异构酶或半乳糖-1-磷酸尿苷酰转移酶会导致半乳糖代谢障碍,为遗传性代谢疾病糖原累积症和半乳糖血症的防治提供了理论依据。
多萜醇磷酸和糖蛋白合成的研究。1970年代后,莱洛伊尔研究组又发现多萜醇磷酸在糖蛋白合成中作为糖基载体,拓展了糖核苷酸在细胞糖基化中的核心地位。
历史贡献
莱洛伊尔的发现革命性地改变了人们对糖类生物合成的认识。在他的工作之前,化学家们认为糖类合成可能直接使用糖磷酸酯或糖苷转移。他提出的糖核苷酸活化理论被证明是所有生物体中糖类合成和糖基化反应的通用机制。
糖核苷酸的发现对医学和生物技术产生了深远影响。糖苷化反应异常导致多种遗传疾病,对糖核苷酸代谢的理解为治疗干预提供了靶点。在工业生物技术中,糖核苷酸相关酶系被广泛应用于药物分子的糖基化修饰。
莱洛伊尔在条件极其有限的情况下做出了诺贝尔奖级的贡献,这本身就是对发展中国家从事尖端基础研究的有力鼓舞。
轶事典故
坎波马尔研究所初建时的条件之简陋令人难以置信。莱洛伊尔将实验台放在自己家中改建的仓库里,仪器大部分由旧品改装。为了节约经费,他自己制作层析柱和电泳槽,甚至亲手焊接设备。
当他的诺贝尔奖公布时,许多国际同行才知道阿根廷还有这样一个世界级的研究所。莱洛伊尔获奖后,阿根廷政府才意识到他的价值,开始增加科研投入。
莱洛伊尔为人极为谦逊。他在获奖演讲中将自己绝大部分工作归功于年轻合作者和博士生,并说"科学是集体的事业,我只是碰巧站在了前面"。
他一生坚决拒绝任何商业合作。多家制药公司曾想高价购买他的专利,都被他拒绝。他认为基础研究的成果应该属于全人类,不应被垄断。
莱洛伊尔还有一个特点——他不善讲课和演讲,口才一般。他的学生回忆说,听他讲课不如自己读他的论文来得明白。但他在实验室指导研究生时,总能用最简单的话语解释最深奥的问题。
参考文献
1. Leloir, L. F. (1970). "Two Decades of Research on the Biosynthesis of Saccharides." Nobel Lecture. 2. Leloir, L. F., Cardini, C. E. (1962). "Uridine Diphosphate Glucose and the Synthesis of Glycogen." Journal of Biological Chemistry, 237, 1416-1422. 3. Cabib, E. (1988). "Luis F. Leloir (1906–1987)." Nature, 331, 559. 4. Walsh, C. (1979). "Enzymatic Reaction Mechanisms." W. H. Freeman. 5. Varki, A. et al. (2015). "Essentials of Glycobiology." 3rd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press.