科學家傳奇

第二十章 維生素與“微不足道”的大獎

　　霍普金斯獎章是由英國生物化學會於1958年設立的科學大獎，它每兩年頒發一次，用來表彰生物化學領域中取得傑出成就的科學家。這項獎勵對獲獎人的國籍、居住地等不作特別限製，因此世界各國的生物學家和化學家都有獲獎的資格，也因此使此獎成為一項國際性的生物化學獎。在頒獎儀式上，獲獎者還需發表一篇有關生物化學領域最新進展的演講報告。

　　霍普金斯獎章以英國生物化學家弗雷德裏克·高蘭·霍普金斯的姓名來命名，這是為了紀念他在生物化學領域所作出的傑出貢獻，獲獎者得到的獎品包括100英鎊的獎金和一枚獎章。也許單從它那100英鎊的獎金來看，它是微不足道的，但這項世界性的科學獎因為它的得獎者幾乎都跟諾貝爾獎有關，而聞名於生物化學界。霍普金斯教授不但自己獲得過諾貝爾獎，他還培養出了森特·焦爾季、克雷布斯、錢恩、桑格等諾貝爾獎獲得者。不僅如此，在曆屆的英國霍普金斯獎章獲得者名單中，我們也可以輕易找到許多諾貝爾獎的獲得者，因此霍普金斯獎算得上是“諾貝爾獎集訓大本營”。這讓這項獎金微不足道的科學獎，成為科學家心頭分量不輕的科學大獎。

　　發現了微生素

　　世界上有這樣的一些物質，它們微小，卻神通廣大，雖然人體隻需要很少的量，但是一旦缺乏，就會疾病纏身，甚至導致死亡。有了它們作為營養物質，人體就能保證正常的生理功能，人們就能吃飯、睡覺、運動甚至是眨眼睛。這些神秘的營養物質是一個大家族，並且有一個十分響亮的名字——維生素。維生素並不是一開始就被人類認識和利用，人類發現和利用維生素，經曆了很多的時間，而在這一曆程中，弗雷德裏克·高蘭·霍普金斯的名字被人們永遠記住了。正是他發現了微生素，並提出微生素學說，也由此才有了霍普金斯獎章。

　　霍普金斯霍普金斯1861年生於英國，青年時，他曾做過化學分析助理員、法醫助手，後來，他進入蓋依醫院醫科學校學習深造，獲得合格醫師資格。1898年，霍普金斯進入劍橋大學，擔任生理學講師，從此跟生物化學結下了不解之緣。

　　霍普金斯主要的研究領域是蛋白質營養研究。他一生中最重要的貢獻就是1912年提出維生素學說，他發現酵母汁、肉汁中都含有動物生長和代謝所必需的微量有機物，於是把它們稱為維他命，也就是維生素。由於這項發現，霍普全斯於1929年獲得諾貝爾生理學或醫學獎。1930年他被選為英國皇家學會會長。

　　霍普金斯發現微生素，跟許多科學家取得成就一樣，也是建立在前人研究的基礎上。

　　在一百多年前，瑞士巴塞爾大學有一個叫魯寧的碩士生，做了一個有意思的營養實驗。他把兩組長得一模一樣的實驗老鼠，分別裝在兩隻籠子早。他給它們喂相同的食物包括肉、大米、鹽和水。不同的是：第一組喂的是帶殼的穀子，第二組喂的是精細大米。魯寧認為，第二組應該比第一組長得好，因為吃的是精細食物。但是實驗結果卻出乎意料，吃粗糧的老鼠健康活潑，可以繁殖後代；而吃精製食物的老鼠卻無精打采，四肢無力，幾周後陸續死去。魯寧不相信實驗的結果，把這個實驗重複了很多次，但結果卻一模一樣。精米為什麽反而導致老鼠死亡？粗糧裏有什麽神奇的物質使得老鼠保持健康？他產生了疑問。在以後的日子裏，他反複檢查了實驗的環節，並沒有發現致病細菌，沒有任何資料可以解釋這個奇怪的結果，他陷入了困惑。

　　隨後，各國科學家開始重複這個瑞士學生的實驗，有人用猩猩和猴子代替老鼠，發現水果也是動物不可缺少的東西；有人發現米糠中存在一種人類和動物都不可缺少的成分。十年以後，荷蘭科學家培凱哈林通過實驗認為，食物的營養價值不僅僅是食物中的糖、脂肪、蛋白質、礦物質和水，還存在另外一種重要的成分。這個問題同樣也吸引了英國劍橋大學的霍普金斯的注意，他開始研究並做起了相同的實驗。他每天用不到三分之一湯匙的牛奶補充到老鼠的膳食中去，它們全部成活。如果加入奶粉和某些幹菜的乙醇提取物，也會收到同樣的效果。霍普金斯於是推測可能是這些食物中的有機物溶解到了乙醇中，他把這些東西稱之為“附加食物要素”，也就是維他命。

　　目前，人類已經敲開了維生素的秘密大門，但是裏麵還有更多的不為人知的奧秘在等著人類去發現和應用！

　　終於圓了夢

　　在眾多獲得霍普金斯獎的科學家名單中，馬克斯·菲爾迪南德·佩魯茨是其中較為典型的一位，他在1962年先是獲得了諾貝爾化學獎，接著在1973年又獲得霍普金斯獎章。熟悉佩魯茨的人都說，得到霍普金斯獎，佩魯茨總算圓了他的一個夢想。佩魯茨究竟有什麽夢想呢？說起來，這其中還有一段有趣的故事呢！

　　水果中富含維生素

　　才華橫溢的佩魯茨在獲得維也納大學的學位之後，原打算到英國劍橋大學，去讀霍普金斯教授的研究生，因為他太崇拜霍普金斯了。沒想到他在維也納大學的導師霍金奇教授卻並不同意，這位1964年諾貝爾化學獎的獲得者非常欣賞自己的學生，執意要把佩魯茨送到和自己研究課題相同的劍橋大學的研究室。當時佩魯茨曾想以不懂x射線衍射結晶學為理由推辭這個決定，可是恩師的意見不可抗拒，他隻好勉強從命了，並由此在這個領域做出了傑出的成績。不過，佩魯茨後來獲得了以霍普金斯教授名字命名的科學獎，也算是圓了他的一個夢想。

　　1937年，佩魯茨在劍橋大學開始了確定血紅蛋白構造的研究。那時，對X射線衍射圖形作結晶分析用的是手搖計算機，即使是最小的分子的X射線衍射圖形，結晶分析也要花費幾個月的時間，何況血紅蛋白分子的大小是當時已知分子的100倍以上。這種天天用手搖計算機的辛苦，對一個研究X射線結晶學的學者來說，實在是苦不堪言。因此，當時誰都認為佩魯茨的研究不可能有任何結果。何況，他是以一位X射線結晶學的門外漢身份確立這個研究課題的。

　　為了減輕研究大分子結構的體力強度，使研究血紅蛋白構造成為可能，佩魯茨和同事肯德魯共同開發了一種新技術，從而較容易地計算出分子中的原子的位置。用這種技術，佩魯茨獲得了肌紅蛋白的立體結構圖。1958年，佩魯茨在經曆了24年的艱苦研究之後，終於測定了血紅蛋白的分子立體結構。從此，佩魯茨作為測定蛋白質立體結構這個新領域的開拓者，在科學界成為一位鼎鼎有名的科學家。