邹承鲁的主要贡献

邹承鲁的主要贡献

邹承鲁发现纯化的细胞色素C与在线粒体结合时性质的差异对呼吸链酶系的研究，为中国酶学研究奠定了基础在胰岛素人工合成中负责A链及B链的拆合，确定了合成路线蛋白质必需基团的化学修饰和活性丧失的定量关系公式和作图法，被称为“邹氏公式”和作图法关于酶作用不可逆抑制动力学理论和反应速度常数测定的新方法，得到国际上广泛采用关于细胞色素b的三相还原，胰岛素A链及B链本身含有形成完整分子的必要信息，在弱变性条件下酶活性丧失先于分子整体的构象变化，因此酶活性部位具有较高柔性并为酶活性所必需等，都是开创性工作。 1992年获第三世界科学院生物学奖，人工合成胰岛素，及蛋白质必需基团的化学修饰和酶活性丧失的定量关系工作，分别获第二次和第三次国家自然科学一等奖，后者还获得1989年陈嘉庚奖。甘油醛－3－磷酸脱氢酶活性部位新荧光团的形成，酶活性部位的柔性，和酶作用不可逆抑制动力学工作，先后三次获中国科学院科技进步或自然科学一等奖。

蛋白质结构与功能的关系

20世纪60年代以前，对蛋白质进行化学修饰是研究蛋白质结构功能关系的主要方法，但累积的大量数据在整体上还是处于一种定性描述状态。20世纪60年代初期邹承鲁基于统计学的方法提出：如果在修饰反应中同时包括i个必需基团，在修饰过程中保留活性的分子只能是那些所有必需基团都未遭破坏的分子，因此活性剩余分数应为必需基团剩余分数的i次方。基于他提出的新原理，再针对蛋白质化学修饰反应中常见的一些情况，邹承鲁提出了必需基团修饰程度和活性丧失的定量关系式和由此得出的一系列作图法，以判断必需基团的性质和必需基团的数目。这一方法发表后，得到国际上广泛采用，其关系式和作图法分别被国际同行称为“邹氏公式”和“邹氏作图法”，并已多次被国内外的一些教科书和专著详细介绍。邹承鲁的论文中，考虑了对蛋白质进行化学修饰的六种可能的不同情况，又根据当时文献中已有的大量数据，针对各种不同情况逐一进行了分析。结果表明，一个蛋白质分子虽然常常含有多个同类基团，但其中只有少数是为蛋白质表现活性所必需的。可见对酶分子而言，其活性部位仅处于整个酶分子的很有限的局部区域。这一新的结论改变了当时流行的理论，已为三十年来多方面的大量实验事实所充分证明，本项工作获1987年国家自然科学奖一等奖。

“文化大革命”结束后恢复工作，邹承鲁研究发现甘油醛-3-磷酸脱氢酶在活性部位能形成荧光衍生物，论文1979年在英国《Nature》杂志发表，本项工作获国家自然科学奖三等奖。

细胞色素与呼吸链酶系

在细胞色素c在细胞内结合在线粒体上，邹承鲁发现经纯化后其配体结合性质发生了明显变化，这是纯化蛋白质与在体内时性质差异的首次报道。20世纪40年代普遍认为细胞色素b就是琥珀酸脱氢酶，邹承鲁证明了它们是完全不同的两个物质。回国后与王应睐等合作纯化了琥珀酸脱氢酶，充分证明其与细胞色素b无关，并发现其辅基是与蛋白分子共价结合的FAD，这是第一个被发现与蛋白质共价结合的FAD辅基。

胰岛素分子A链和B链的拆合

1958年，邹承鲁参加发起人工合成胰岛素工作，并负责胰岛素分子A链和B链的拆合。胰岛素是由两条肽链通过两对二硫键联结而成，此外在A链上还有一对链内二硫键。在考虑到的各种合成方案中，最为简便易行的是分别合成A链和B链，然后通过巯基的氧化使两条链正确组合，但关键问题是还原的A链和B链是否能通过氧化而形成天然的胰岛素分子，国外许多人对此做的尝试都以失败告终。除了像催产素那样的小肽以外，当时还没有一个含二硫键的蛋白能在还原后通过氧化而成功地再生。这个决定合成路线的前提问题恰恰是一个尚无先例的未知问题。胰岛素拆合工作的成功立刻确定了先分别合成A链和B链，然后将A链和B链再组合而生成活性胰岛素的合成路线，为完成国际上第一个蛋白质-胰岛素的人工合成做出了重要贡献。胰岛素人工合成工作集体获1981年国家自然科学奖一等奖。

“文革”结束恢复工作后，邹承鲁发现甘油醛-3-磷酸脱氢酶在活性部位能形成荧光衍生物，论文也在英国《自然》杂志发表，工作获中国科学院科技进步奖一等奖和国家自然科学奖三等奖。作为人工合成胰岛素的后续研究，证明了胰岛素A链和B链本身已具有一定的空间结构，并含有形成天然胰岛素分子正确结构的全部信息，在溶液中能正确相互配对。此项工作阐明了人工合成胰岛素工作中A和B链拆合工作成功的理论基础，纠正了国外一些教科书中有关从胰岛素A和B链重新合成胰岛素的错误提法。此项研究于1995年获国家自然科学奖二等奖。

酶活性不可逆抑制动力学

酶活性抑制的研究对于酶作用机制研究和药物设计十分重要。在当时的酶学教科书中通常仅对酶的可逆抑制动力学有所论述。1965年，邹承鲁最早系统地提出了酶学的可逆与不可逆抑制统一的动力学理论，并提出不可逆抑制反应速度常数的测定方法。经过邹承鲁和王志新等多年来理论上的发展和实验上的验证，他的理论和方法现在都已经为国际普遍接受并得到广泛的采用，此项工作获国家自然科学奖二等奖。

酶活性部位的柔性

1984年，邹承鲁用自己创立的动力学方法，从变性平衡态和变性动力学两方面比较研究了多种不同类型的酶在变性过程中构象和活力变化的关系，发现变性时酶活性的丧失先于可察觉的构象变化。在进一步大量实验的基础上提出了“酶活性部位处于分子的局部区域并柔性较高”的假说。针对国际上一些不同的意见，排除了变性剂的抑制和寡聚酶解聚等可能性，以充分的论据论证了酶活性部位柔性学说的正确性。邹承鲁随后用荧光及自旋试剂进行探测直接证实了酶活性部位构象变化确实发生在整体构象变化之前并与活性丧失同步。进一步用蛋白酶部分水解的结果也说明在变性过程中，酶分子整体构象尚未发生变化之前，活性部位构象已开始松散，因而较易受到蛋白水解酶的作用。接着又根据某些酶在特定条件下被激活的研究，发现酶在活化时活性部位柔性增加；而限制酶活性部位的柔性则可以导致酶活性下降。根据这些新的结果，邹承鲁又提出“酶活性部位柔性为酶充分表现活性所必需”。这些研究结果是自19世纪Fischer提出酶作用的“锁钥学说”和上世纪50年代Koshland的“诱导契合学说”以来酶作用机制研究中的又一重大进展；同时也把蛋白质变性研究从单纯的结构研究提高到与功能密切结合的新水平。此项工作获1998年国家自然科学奖二等奖。

新生肽链的折叠与分子伴侣

邹承鲁根据文献中的报道和自己的研究结果，提出了关于新生肽链折叠的新的观点。他认为，新生肽链卷曲折叠既与合成同步进行，又在合成过程中不断调整，并在合成完成后经最后调整修正而完成。他用模型实验方法予以验证，这一看法也已越来越多地为国际科学界所接受。邹承鲁与王志新一起，进入分子伴侣（在新生肽链折叠过程中起帮助作用的一类蛋白质）的研究领域，提出了蛋白质二硫键异构酶既是酶又是分子伴侣的假设，打破了与蛋白质折叠密切相关的酶和分子伴侣两大类蛋白之间的界限。这一设想得到世界上许多实验室体内外实验结果的证实，并逐渐为国际科学界所接受。国际人类基因组测序工作约10万个蛋白质序列为已知，这些蛋白质的功能与其结构密切相关。 此项工作获2002年国家自然科学奖二等奖。 邹承鲁40多年来，在国内外重要杂志发表科学论文200余篇，其中被Science（美国《科学》杂志）收录98篇，引用次数3200余次 。基本情况如下 ：

1、C L Tsou，Cytochrome c Modified By Digestion with Pepsin，Nature，1949，164 ：1134.

2、C L Tsou，Exogenous and Endogenous Cytochrome c，J Biochem.，1952，50： 493～499.

3、T Y Wang，C L Tsou,Y L Wang，Studies on Succinic Dehydrogenase， I Isolation，Purification and Properties，Sci Sin，1956，5：73～90.

4、C L Tsou，Reaction between Modification of Functional Groups of Proteins and Their Biological Activity，I A Graphical Method for the Determination of the Number and Type of Essential Groups，Sci Sin ，1962，11：1535～1558.

5、许根俊、邹承鲁，蛋白质功能基团的改变与其生物活力的关系，Ⅱ，胰蛋白酶的必需硫硫键数目，生物化学与生物物理学报，1963，3(2)：163～168。

6、钮经义、邹承鲁、汪猷、邢其毅，从胰岛素A及B链重合成胰岛素以及A及B链肽段的合成， 科学通报，1964，943～962。

7、邹承鲁，酶活性不可逆改变的动力学，Ⅰ，底物影响酶与抑制剂结合速度的动力学方程， 生物化学与生物物理学报，1965，5(4)：398～408。

8、邹承鲁，酶活性不可逆改变的动力学，Ⅱ，酶性改变过程中的底物反应，生物化学与生物 物理学报，1965，5(4)：409～417。

9、Y S Ho，C L Tsou，Formation of a New Fluorophore on Irradiation of Carboxymethylated D glyceraldehyde 3 phosphate Dehydrogenase，Nature,1979， 277：245～246.

10、W X Tian，C L Tsou，Determination of the Rate Constant of Enzyme Modification by Measuring the Substrate Reaction in the Presence of the Modifier，Biochemistry,1982，21：1028～1032.

11、C L Tsou，G Q Xu,J M Zhou，K Y Zhao，A New Fluorescent Probe for the Study of the Allosteric Properties of D Glyceraldehyde 3 Phosphate Dehydrogenase，Biochem Soc Trans ，1983，11：425～429.

12、Q Z Yao，M Tian，C L Tsou，A Comparison of the Rates of Inactivation and Conformationalnal Changes of Creatine Kinase during Urea Denaturation， Biochemistry，1984，23：2740～2744.

13、C C Wang，C L Tsou，The Interaction and Reconstitution of C Terminal Shortened B Chains with the Intact A Chain of Insulin，Biochemistry，1986，25： 5336～5340.

14、C L Tsou，Location of the Active Sites of Some Enzymes in Limited and Flexible Molecular Regions，Trends Biochem Sci ，1986，11：427～429.

15、J G Tang，C C Wang，C L Tsou，Formation of Native Insulin from the Scrambled Molecule by Protein Disulfide Isomerase，Biochem J，1988，255：451 ～455.

16、C L Tsou，The Folding of the Nascent Peptide Chain into a Biologically Active Protein，Biochemistry，1988，27：1809～1812.

17、C L Tsou，Kinetics of Substrate Reaction during Irreversible Modification of Enzymeactivity，AdvEnzymol，1988，61：381～436.

18、C H Hu，C L Tsou，Formation of Enzymesubstrate Disulfide Linkage during Catalsis by Protein Disulfide Isomerase，FEBS Lett，1991，290：87～89.

19、C C Wang，CL Tsou，The Insulin A and B Chains Contain Sufficient Structural Information to form the Native Molecule，Trends Biochem.Sci，1991 ，16：270～281.

20、Y Z Ma，C L Tsou，Comparison of the Activity and Conformation Changes of Lactate Dehydrogenase during Denaturation，Biochem J ，1991，277：207～211.

21、C Liu，C L Tsou，Kinetic Differentiation between Enzyme Inactivation Involving Complex formation with the Inactivator and that Involving a Conformation change Step，Biochem J ，1992，282：501～504.

22、H B Wu，C L Tsou，A Comparison of Zn（Ⅱ）and Co（Ⅱ）in Kinetics of Inactivation of Aminoacylases by 1，10 phenanthroline and Reconstitution of the Apoenzyme，Biochem J ，1993，296：435～441.

23、C L Tsou，Conformational Flexibility of Enzyme Active Sites，Science,1993 ，262：380～381.

24、C C Wang，C L Tsou，HypothesIs protein Disulfide Isomerase Is Both an Enzyme and a Chaperone，FASEB J ，1993，7：1515～1517.

25、H Cai,C C Wang，C L Tsou，Chaperone like Activity of Protein Disulfide Isomerase in the Refolding of a Protein with No Disulfide Bonds，J Biol Chem ,1994，269：24550～24552.

26、C Y Wu，C L Tsou，Studies on the Codehydrogenase Cytochrome c Enzyme Systems，I The Simultaneous Oxidation of Succinate and Reduced Codehydrogenase I，Sci Sin 1995，4：137～155.

27、C C Wang，C L Tsou，Enzymes as Chaperones and Chaperones as Enzymes， FEBS Lett ，1998，425：382～384

28、邹承鲁，酶学研究的现状与展望，生物化学与分子生物学报，1999，15：351～354。

29、S Zhang，J Li，C C Wang，C L Tsou，Metal Regulation of Metallothionein Participation in the Redox Reactions，FEBS Lett，1999，462：383～386.