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一名骑兵的成就能有多高?也许胸前的勋章可以作为证明。作为德国的士兵,一级铁十字勋章完美地诠释了这名战士在军队中的优异表现。不过对于奥托.海因里希.瓦尔伯(Otto Heinrich Warburg)来说,小小的铁十字勋章只是他“真实生活”的一段插曲而已。在一战即将结束之际,这名骑兵收到了来自大科学家阿尔伯特.爱因斯坦的信:

“离开战场,回归学术吧!对于这个世界来说,失去您的才华将是一个悲剧。”

这是怎么回事?爱因斯坦为什么会给一个战士写信呢?让我们先从瓦尔伯的家庭和身世谈起。

1883年10月8日,瓦尔伯出生于德国弗赖堡。瓦尔伯的父亲是一名实验物理学家,家庭环境使幼年的瓦尔伯有机会接触到当时科学界的一流人物。成年后瓦尔伯就读于柏林,不过他并没有追随父亲的脚步投身物理学,而是选择化学作为自己的专业。1906年,在著名有机化学家费歇尔的严格指导下,23岁的瓦尔伯获得了化学博士学位。

不过精力旺盛的瓦尔伯并不满足于化学博士的头衔。在获得第一个博士学位之后,他转向攻读医学。1911年,瓦尔伯又取得了医学博士学位。在此期间,瓦尔伯还师从著名物理学家能斯特(1920年诺贝尔化学奖得主,热力学第三定律的提出者)学习热力学。一战爆发前,瓦尔伯在意大利研究海胆卵的代谢。

一战爆发后,瓦尔伯从军成为了一名骑兵,并在军队中表现良好。然而战争毕竟是战争,子弹才不会顾及面前的敌人是不是众多一流科学家的高足。瓦尔伯才华横溢,要是就此投身军营就太可惜了。受瓦尔伯父亲和多位朋友之托,爱因斯坦写下了劝告信,希望瓦尔伯能够回归学术界。

就这样,骑兵瓦尔伯带着铁十字勋章回到了实验室。1918年,瓦尔伯被任命为凯瑟—威廉生物研究所教授,此后他的大部分工作都是在这个研究所完成的。

好了,现在让我们来看看瓦尔伯在战场外的表现。

在学医期间,瓦尔伯就对细胞呼吸和肿瘤细胞代谢产生了浓厚兴趣。为了更准确地测定细胞呼吸,瓦尔伯凭借优异的物理和化学天赋创制了瓦氏呼吸计,该仪器能够通过测定氧耗量来确定细胞呼吸速率。在当时,细胞的呼吸作用仍属未知,氧化作用如何在细胞内进行是当时科学界的前沿。瓦尔伯的最大贡献就是发现了数种参与细胞内氧化的酶。

瓦尔伯首先确定了一种含铁的“呼吸酶”,这种酶能够加快细胞的呼吸速率。瓦尔伯称其为“含铁加氧酶”,并确信这种酶是一种血红素化合物。瓦尔伯对该酶的发现使人们对呼吸的认识进入了新的阶段,事实上,这种所谓的“含铁加氧酶”就是现在所称的细胞色素氧化酶。它位于细胞内线粒体上,是呼吸链的组成部分。在线粒体中,呼吸链通过氧化反应传递电子,并在传递过程中生成ATP,后者就是我们能量的直接来源。

【图:线粒体呼吸链】

瓦尔伯的出色工作很快就受到了广泛认可。自1923年起,就有人开始提名瓦尔伯作为诺贝尔奖的候选人。在经历9年46份提名之后,诺奖评委会终于将1931年的诺贝尔生理学和医学奖授予瓦尔伯,曾经的骑兵终于完成了华丽转身,成为顶尖的生化学家。

但是瓦尔伯的工作还远未结束。在1932至1933年间,瓦尔伯又发现了另一种重要的呼吸酶——黄素蛋白,并揭示出黄素蛋白的组成:维生素b2衍生物和核苷酸。黄素蛋白也是呼吸链的重要组成部分之一。受黄素蛋白的发现和瓦尔伯工作的影响,世界上许多实验室都开展了呼吸酶和辅酶的提纯分析工作。1944年,瓦尔伯由于发现黄素再次被提名为诺贝尔奖的候选人。

除研究呼吸酶之外,瓦尔伯还对肿瘤进行了一定研究。瓦尔伯发现,肿瘤细胞与正常细胞的不同之处在于,肿瘤细胞对氧的需求量要低于正常,这意味着肿瘤细胞存在更多的无氧代谢。这个独一无二的敏锐见解在当时引起了相当大的轰动,有人甚至以此提名瓦尔伯作为诺奖的候选人。瓦尔伯也就前所未有的成为三次诺奖提名的候选人,跻身上世纪最伟大生化学家的行列。虽然瓦尔伯没有对肿瘤的实质做出深层次论述,但瓦尔伯的理论还是在医学上发挥了重要作用。现在医学上常用的PET(正电子发射计算机断层显像)的原理就是基于对肿瘤细胞葡萄糖代谢异常的应用。

此外,瓦尔伯还对光合作用进行了长达50年之久的研究。其研究结果不但揭示了光合作用的本质,还对爱因斯坦的光量子理论形成了有力支撑。瓦尔伯是现代量子生物化学的奠基人。

【图:瓦尔伯在实验室】

瓦尔伯一生未婚,他将自己的一切都献给了崇高的科学事业,他的创新和发现鲜有人能够比肩。瓦尔伯对实验精益求精,科学态度极端严谨,“一个科学家必须有勇气去冲击他所处时代未解决的重大问题,解决的途径常常是必须被迫勇往直前地进行无数实验。”他的学生克雷布斯因发现三羧酸循环获得了1953年的诺贝尔奖;因发现乙酰辅酶A而获得诺贝尔奖的李普曼也认为瓦尔伯是对他影响最大的人。身为所长,瓦尔伯在凯瑟—威廉研究所没有一间自己的办公室、会议室和书房,也谢绝了大部分与科学无关的荣誉、宴会和头衔,只是在80岁时才由德国生理化学会设立了以他的名字命名的奖章。1970年8月1日,87岁的瓦尔伯逝世于柏林达莱姆区。

图片出处依次为:

makerswater.com

www.bcm.edu

fredlauth.com

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14 Responses to “医学诺贝尔之路(1931):骑兵和生化学家”

  1. 李宪友说道:

    好地方啊,值得一来!

  2. WZWIND说道:

    那个照片太像戆豆先生了!

  3. Paradoxian说道:

    天哪……好厉害…………

  4. lulu4518670说道:

    ..

  5. Illusiwind说道:

    细胞色素c氧化酶吧?Cytochrome c oxidase,虽然我不知道那个c是什么意思- -

  6. realonlyjj说道:

    德国+骑后+一战到二战+诺贝尔生化学家, 这些加一起,难道没有生化战士?

  7. Anubis说道:

    偶像级别的啊,5年搞定医学博士

  8. 中子豆说道:

    ……这经历好逆天啊!

  9. 戏笑醉说道:

    长得像生活大爆炸的谢耳朵!

  10. asion说道:

    这种人都是开了挂的存在啊...

  11. 慕容羽俊说道:

    有点好奇他在二战时期的经历

  12. sdm说道:

    所谓传奇——指的就是这号人。。。。。

  13. jamwt123说道:

    在中国,能熬过几次大战的科学家还能无疾而终的是神仙!

  14. Tiffany说道:

    牛人!致敬!

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