ATP酶97年诺贝尔化学奖.pptx 11页

发现人体细胞内负责储藏转移能量的离子传输酶ATP酶——浅谈97年诺贝尔化学奖 1997年度诺贝尔化学奖一半授予美国洛杉矶加利福尼亚大学的保罗·波耶尔(PaulD.Boyer)和英国剑桥医学研究委员会分子生物学实验室的约翰·沃克(JohnE.Walker)，因为他们阐明了腺三磷(ATP)合成的基本酶学机制；另一半授予丹麦奥尔胡斯大学的因斯·斯寇(JensC.Skou)，因为他首先发现了一种转运离子的酶，钠离子、钾离子-腺三磷酶(Na+,K+-ATP)。 保罗·波耶尔出生年月：1918年生籍贯：美国1997年化学奖授予保罗.波耶尔（美国）、约翰.沃克（英国）、因斯.斯寇（丹麦）三位科学家，表彰他们在生命的能量货币——腺三磷的研究上的突破。保罗.波耶尔与约翰.沃克阐明了腺三磷体合成酶是怎样制造腺三磷的。在叶绿体膜、线粒体膜以及细菌的质膜中都可发现腺三磷合成酶。膜两侧氢离子浓度差躯动腺三磷合成酶合成腺三磷。保罗.波耶尔运用化学方法提出了腺三磷合成酶的功能机制，腺三磷合成酶像一个由α亚基和β亚基交替组成的圆柱体。在圆柱体中间还有一个不对称的γ亚基。当γ亚基转动时（每秒100转），会引起β亚基结构的变化。保罗.波耶尔把这些不同的结构称为开放结构、松散结构和紧密结构。 约翰·沃克英国化学家，1941年1月17日生于英国约克郡哈法克斯。由于对形成三磷酸腺苷的酶催化过程作出解释而与博耶共获1997年诺贝尔化学奖。沃克1969年在牛津大学获得博士学位，后在美国和巴黎的大学承担研究项目。他的获奖研究是在剑桥大学医学研究委员会分子生物实验室中进行的。他于1974年进入该研究室工作，并于1982年成为高级化学家。20世纪80年代初，沃克开始研究三磷酸腺苷合酶——大多数生物的主要产能分子，这种分子有助于三磷酸腺苷这种化学能量载体的合成。研究重点在酶的化学成分和结构上。他确定了构成合酶蛋白质单元的氨基酸的序列。90年代，沃克与X射线结晶学家们一起工作，澄清了酶的三维结构。他的研究工作支持了博耶的“束缚转变机制”，（解释酶特性的不平常方法）。沃克的发现为了解生物产生能量的方法提供了真知。 斯科。斯科(JensC.Skou)，丹麦生物化学家，1918年10月8日生于丹麦莱姆维。由于他发现了一种被称为钠钾激活的三磷酸腺苷—钠钾ATP酶(Na+—K+ATPase。)，而与博耶和沃克共获1997年诺贝尔化学奖。这种三磷酸腺苷酶是在动物细胞的质膜中发现的，起着钠(Na+)、钾(K)交换泵的作用。斯科在哥本哈根大学攻读医学，并于1954年在奥胡斯大学获得博士学位，后留校任教。他对载离子的研究是以阿兰·霍奇金爵士和R·凯恩斯的研究工作为基础的。他们一直在研究受刺激之后的神经细胞中钠和钾的运动情况。这两位英国科学家发现，神经元激活时，钠离子涌进细胞。当离子穿过膜被转运回时，钠浓度平衡才得到恢复。由于转运是逆浓度梯度(从低浓度区到高浓度区)进行的，这一过程需要能量，所需能量就是由载能分子三磷酸腺苷酶提供的。 三磷酸腺苷(ATP)是以次黄嘌呤核苷酸为底物，经生物发酵的技术制得的高能化合物，三磷酸腺苷是体内组织细胞一切生命活动所需能量的直接来源，被誉为细胞内能量的“分子货币”，储存和传递化学能，蛋白质、脂肪、糖和核苷酸的合成都需它参与，可促使机体各种细胞的修复和再生,增强细胞代谢活性,对治疗各种疾病均有较强的针对性。三磷酸腺苷分子式 ATP酶又称为三磷酸腺苷酶，是一类能将三磷酸腺苷（ATP）催化水解为二磷酸腺苷（ADP）和磷酸根离子的酶，这是一个释放能量的反应。在大多数情况下，能量可以通过传递而被用于驱动另一个需要能量的化学反应。这一过程被所有已知的生命形式广泛利用。ATP酶与ATP水解反应耦合的转运是一个严格的化学反应，即每分子ATP水解能够使一定数量的溶液分子被转运。例如，对於钠钾ATP酶，每分子ATP水解能够使3个钠离子被运出细胞，同时2个钾离子被运入。跨膜ATP酶需要ATP水解所产生的能量，因为这些酶需要做功：它们逆著热力学上更容易发生的方向来进行物质运输，换句话说，以膜为参照，它们可以将物质从低浓度的一边运送到高浓度的一边。这一过程被称为主动运输。 ATP酶 基本功能跨膜ATP酶可以为细胞输入许多新陈代谢所需的物质并输出毒物、代谢废物以及其他可能阻碍细胞进程的物质。例如，钠钾ATP酶（又称为钠／钾离子ATP酶）能够调节细胞内钠／钾离子的浓度，从而保持细胞的静息电位；氢钾ATP酶（又称为氢／钾离子ATP酶或胃质子泵）可以使胃内保持酸化环境。除了作为离子交换器，跨膜ATP酶还有其他类别，包括共转运蛋白（co-transporter）和“泵”（也有部分“离子交换器”也被称为“泵”）。这些跨膜ATP酶中，有一些可以造成膜内外电荷的流动，其他的则不行，因此又可以将这些转运蛋白分为生电型（electrogenic）和非生电型。 钠钾ATP酶的功能图示 ATP作为细胞内基本能量单位，而ATP酶就可比作是细胞内的能量货币，正是由于这些科学家的不懈努力才是我们对它有了一定了解，他们的贡献不仅会被诺贝尔奖的殿堂所铭记，也会激励我们在科学的道路上不断前行。10084623热能082周全