弗雷德里克·桑格

弗雷德里克·桑格(生于1918年8月13日,Rendcombe,格洛斯特郡England-died 11月19日,2013年,剑桥),英国生物化学家是收件人的两倍诺贝尔奖化学奖。在1958年他被授予诺贝尔奖,他的决心的结构胰岛素分子。(与他分享奖保罗•伯格和沃尔特•吉尔伯特的基本序列)在1980年为他的决心核酸。桑格是第四两届的诺贝尔奖。

教育

桑格是中间的孩子弗雷德里克·桑格体检医生西塞莉Crewsdon桑格,富有棉制造商的女儿。家人希望他追随父亲的脚步,成为一名医生。经过深思熟虑,他决定成为一名科学家。桑格在1936年进入圣约翰大学,剑桥。他最初集中在化学和物理,但他后来所吸引的新领域生物化学。他收到了学士学位1939年,住在剑桥额外一年的高级课程生物化学。随后他和琼豪在1940年结婚,育有三个孩子。

因为他的贵格会教徒教养,桑格良心反对者和被分配有序时,布里斯托尔附近的一个医院第二次世界大战开始了。他很快就决定去拜访剑桥,看看他能进入生物化学博士学位。一些研究人员有兴趣有一个学生,特别是一个人不需要钱。他研究了赖氨酸代谢和生物化学家艾伯特Neuberger。他们也有一个项目在支持战争,分析氮从土豆。桑格在1943年获得博士学位。

胰岛素研究

生物化学家阿尔伯特·c·Chibnall和他蛋白质伦敦帝国理工学院的研究小组从安全的战争环境剑桥大学的生物化学部门。两所学校的思想中存在蛋白质研究人员。一组认为蛋白质是复杂的混合物,不会轻易借钱给自己化学分析。Chibnall在另一组,这被认为是一个给定的蛋白质是截然不同的化合物。

Chibnall正在研究胰岛素在桑格加入集团。在Chibnall建议,桑格着手识别和量化酶组的胰岛素。桑格研究出一种方法使用dinitrofluorobenzene生产黄色的衍生品的氨基酸组(看到氨基酸)。一种新的分离技术,信息分配色谱法,最近被出版。典型桑格的生涯模式,他立即认出了实用新技术的分离水解的产物蛋白质治疗。他发现两个终端氨基酸组胰岛素,苯丙氨酸和甘氨酸,这表明胰岛素是由两种类型的链。与他的第一个研究生,罗德尼·波特,桑格使用方法来研究其他蛋白质的氨基末端组。(波特后来分享了1972年诺贝尔生理学奖或医学奖他的工作在确定的化学结构抗体。)

假设胰岛素连锁店由二硫化物联系在一起,桑格氧化链和分离两个分数。一个分数苯丙氨酸的氨基酸;另一个甘氨酸。而完全酸水解降解胰岛素了组成氨基酸,部分酸水解生成胰岛素几个氨基酸组成的多肽。使用另一个最近推出了技术,纸色谱法,桑格序列的伴肽链,第一次证明了蛋白质都有一个特定的序列在一个特定的网站。部分酸水解和酶水解允许桑格和奥地利生物化学家汉斯Tuppy确定苯丙氨酸的氨基酸链的完整序列的胰岛素。同样,桑格和澳大利亚生物化学家E.O.P.汤普森决定甘氨酸链的序列。

两个问题仍然是:分布的酰胺组和二硫化物的位置联系。1954年完成这两个难题,桑格推导出胰岛素的结构。第一个序列蛋白质,桑格被授予1958年诺贝尔化学奖。

桑格和他的同事继续学业的胰岛素,胰岛素测序从几个其他物种和比较结果。利用新引入的放射性标记技术,桑格绘制了从几个酶活性中心的氨基酸序列。其中一个研究是与另一个研究生,出生于阿根廷免疫学家塞萨尔Milstein。(稍后Milstein分享了1984年诺贝尔生理学奖或医学奖发现的原理生产单克隆抗体)。

核糖核酸研究

1962年,医学研究委员会开设了新的实验室分子生物学在剑桥。奥地利出生的英国生物化学家马克斯·佩鲁茨氏,英国生物化学家约翰Kendrew,英国生物物理学家弗朗西斯·克里克搬到新实验室。桑格加入蛋白质部门主管。集团这是成功的一年,佩鲁茨氏和Kendrew分享了1962年诺贝尔化学奖和克里克分享了1962年诺贝尔生理学或医学奖奖和美国遗传学家詹姆斯·d·沃森英国生物物理学家,出生于新西兰莫里斯·威尔金斯的发现DNA(脱氧核糖核酸)。

桑格的交互核酸组织导致他追求新的实验室研究核糖核酸(核糖核酸)。RNA分子比蛋白质更大,所以获得足够小分子技术发展是困难的。美国生物化学家Robert w .华立和他的同事首先RNA序列测序时alanine-transfer RNA。他们用部分水解方法有点像那些桑格用于胰岛素。不像其他类型的RNA,转移RNA有很多不寻常的核苷酸。这部分水解的方法与其他RNA分子不会工作得很好,只包含四种核苷酸,所以需要一个新的策略。

桑格的实验室的目标是一个序列信使核糖核酸并确定了遗传密码,从而解决难题为氨基酸的核苷酸组代码。工作与英国生物化学家乔治·g·Brownlee和巴特·g·巴雷尔桑格开发了一个二维的电泳测序RNA的方法。由时间序列方法,代码已经被其他研究人员,主要是美国生物化学家马歇尔Nirenberg美国生物化学家和出生的哈尔Gobind Khorana,使用体外蛋白质合成技术。桑格的RNA序列工作的小组证实了遗传密码。

DNA研究

在1970年代早期桑格脱氧核糖核酸(很感兴趣DNA)。DNA序列的研究不发达,因为DNA分子的巨大规模,缺乏合适的酶粘住DNA成小块。基础上使用的酶复制方法瑞士化学家查尔斯·韦斯曼在他的研究噬菌体使用酶RNA,桑格开始DNA聚合酶新的DNA链从单链模板,将放射性核苷酸引入新的DNA。DNA聚合酶需要底漆,可以绑定到一个已知的模板链的区域。早期的成功是有限的,缺乏合适的引物。桑格和英国的同事阿兰·r·考尔森开发了“+和-“快速的方法DNA测序。它代表了一个激进的方法,因为它没有早些时候离开利用部分水解。相反,它生成一系列不同长度的DNA分子,可以通过使用分开聚丙烯酰胺凝胶电泳。+和-系统、DNA合成模板来生成随机集的DNA分子从很短很长时间。当+和-集分离在同一凝胶,可以读取序列系统,一个确认。1977年桑格的小组使用这个系统来推断大多数噬菌体的DNA序列ΦX174,第一个完整基因组测序。

一些问题仍然+和-系统。桑格,库尔森,和英国的同事史蒂夫Nicklen开发一个类似的过程使用dideoxynucleotide链终止抑制剂。DNA是合成直到一个抑制剂分子纳入越来越多的DNA链。使用四个反应,每一个都有不同的抑制剂,设置每个核苷酸的DNA片段生成的结束。例如,在一个反应,一系列的DNA片段结束(腺嘌呤生成)。在反应的C,一系列的C DNA片段结束(胞嘧啶对G()生成等等鸟嘌呤)和T (胸腺嘧啶)。当四个反应分离并排放在凝胶上,放射能照像发达,顺序是阅读的电影。桑格和他的同事使用双脱氧方法序列的人类线粒体DNA。为他贡献DNA测序方法,桑格分享了1980年诺贝尔化学奖。他在1983年退休。

额外的荣誉

桑格的额外的荣誉包括选举的家伙英国皇家学会(1954),被任命为指挥官的命令大英帝国(CBE;1963年),英国皇家学会接受皇家勋章(1969)和科普利奖章(1977年)和当选荣誉的同伴(CH;1981)和勋章(OM;1986)。1993年威康信托基金会和英国医学研究委员会建立了一个基因组研究中心,由命名桑格维尔康姆基金会桑格研究所。