科学家传奇

第二十章 维生素与“微不足道”的大奖

　　霍普金斯奖章是由英国生物化学会于1958年设立的科学大奖，它每两年颁发一次，用来表彰生物化学领域中取得杰出成就的科学家。这项奖励对获奖人的国籍、居住地等不作特别限制，因此世界各国的生物学家和化学家都有获奖的资格，也因此使此奖成为一项国际性的生物化学奖。在颁奖仪式上，获奖者还需发表一篇有关生物化学领域最新进展的演讲报告。

　　霍普金斯奖章以英国生物化学家弗雷德里克·高兰·霍普金斯的姓名来命名，这是为了纪念他在生物化学领域所作出的杰出贡献，获奖者得到的奖品包括100英镑的奖金和一枚奖章。也许单从它那100英镑的奖金来看，它是微不足道的，但这项世界性的科学奖因为它的得奖者几乎都跟诺贝尔奖有关，而闻名于生物化学界。霍普金斯教授不但自己获得过诺贝尔奖，他还培养出了森特·焦尔季、克雷布斯、钱恩、桑格等诺贝尔奖获得者。不仅如此，在历届的英国霍普金斯奖章获得者名单中，我们也可以轻易找到许多诺贝尔奖的获得者，因此霍普金斯奖算得上是“诺贝尔奖集训大本营”。这让这项奖金微不足道的科学奖，成为科学家心头分量不轻的科学大奖。

　　发现了微生素

　　世界上有这样的一些物质，它们微小，却神通广大，虽然人体只需要很少的量，但是一旦缺乏，就会疾病缠身，甚至导致死亡。有了它们作为营养物质，人体就能保证正常的生理功能，人们就能吃饭、睡觉、运动甚至是眨眼睛。这些神秘的营养物质是一个大家族，并且有一个十分响亮的名字——维生素。维生素并不是一开始就被人类认识和利用，人类发现和利用维生素，经历了很多的时间，而在这一历程中，弗雷德里克·高兰·霍普金斯的名字被人们永远记住了。正是他发现了微生素，并提出微生素学说，也由此才有了霍普金斯奖章。

　　霍普金斯霍普金斯1861年生于英国，青年时，他曾做过化学分析助理员、法医助手，后来，他进入盖依医院医科学校学习深造，获得合格医师资格。1898年，霍普金斯进入剑桥大学，担任生理学讲师，从此跟生物化学结下了不解之缘。

　　霍普金斯主要的研究领域是蛋白质营养研究。他一生中最重要的贡献就是1912年提出维生素学说，他发现酵母汁、肉汁中都含有动物生长和代谢所必需的微量有机物，于是把它们称为维他命，也就是维生素。由于这项发现，霍普全斯于1929年获得诺贝尔生理学或医学奖。1930年他被选为英国皇家学会会长。

　　霍普金斯发现微生素，跟许多科学家取得成就一样，也是建立在前人研究的基础上。

　　在一百多年前，瑞士巴塞尔大学有一个叫鲁宁的硕士生，做了一个有意思的营养实验。他把两组长得一模一样的实验老鼠，分别装在两只笼子早。他给它们喂相同的食物包括肉、大米、盐和水。不同的是：第一组喂的是带壳的谷子，第二组喂的是精细大米。鲁宁认为，第二组应该比第一组长得好，因为吃的是精细食物。但是实验结果却出乎意料，吃粗粮的老鼠健康活泼，可以繁殖后代；而吃精制食物的老鼠却无精打采，四肢无力，几周后陆续死去。鲁宁不相信实验的结果，把这个实验重复了很多次，但结果却一模一样。精米为什么反而导致老鼠死亡？粗粮里有什么神奇的物质使得老鼠保持健康？他产生了疑问。在以后的日子里，他反复检查了实验的环节，并没有发现致病细菌，没有任何资料可以解释这个奇怪的结果，他陷入了困惑。

　　随后，各国科学家开始重复这个瑞士学生的实验，有人用猩猩和猴子代替老鼠，发现水果也是动物不可缺少的东西；有人发现米糠中存在一种人类和动物都不可缺少的成分。十年以后，荷兰科学家培凯哈林通过实验认为，食物的营养价值不仅仅是食物中的糖、脂肪、蛋白质、矿物质和水，还存在另外一种重要的成分。这个问题同样也吸引了英国剑桥大学的霍普金斯的注意，他开始研究并做起了相同的实验。他每天用不到三分之一汤匙的牛奶补充到老鼠的膳食中去，它们全部成活。如果加入奶粉和某些干菜的乙醇提取物，也会收到同样的效果。霍普金斯于是推测可能是这些食物中的有机物溶解到了乙醇中，他把这些东西称之为“附加食物要素”，也就是维他命。

　　目前，人类已经敲开了维生素的秘密大门，但是里面还有更多的不为人知的奥秘在等着人类去发现和应用！

　　终于圆了梦

　　在众多获得霍普金斯奖的科学家名单中，马克斯·菲尔迪南德·佩鲁茨是其中较为典型的一位，他在1962年先是获得了诺贝尔化学奖，接着在1973年又获得霍普金斯奖章。熟悉佩鲁茨的人都说，得到霍普金斯奖，佩鲁茨总算圆了他的一个梦想。佩鲁茨究竟有什么梦想呢？说起来，这其中还有一段有趣的故事呢！

　　水果中富含维生素

　　才华横溢的佩鲁茨在获得维也纳大学的学位之后，原打算到英国剑桥大学，去读霍普金斯教授的研究生，因为他太崇拜霍普金斯了。没想到他在维也纳大学的导师霍金奇教授却并不同意，这位1964年诺贝尔化学奖的获得者非常欣赏自己的学生，执意要把佩鲁茨送到和自己研究课题相同的剑桥大学的研究室。当时佩鲁茨曾想以不懂x射线衍射结晶学为理由推辞这个决定，可是恩师的意见不可抗拒，他只好勉强从命了，并由此在这个领域做出了杰出的成绩。不过，佩鲁茨后来获得了以霍普金斯教授名字命名的科学奖，也算是圆了他的一个梦想。

　　1937年，佩鲁茨在剑桥大学开始了确定血红蛋白构造的研究。那时，对X射线衍射图形作结晶分析用的是手摇计算机，即使是最小的分子的X射线衍射图形，结晶分析也要花费几个月的时间，何况血红蛋白分子的大小是当时已知分子的100倍以上。这种天天用手摇计算机的辛苦，对一个研究X射线结晶学的学者来说，实在是苦不堪言。因此，当时谁都认为佩鲁茨的研究不可能有任何结果。何况，他是以一位X射线结晶学的门外汉身份确立这个研究课题的。

　　为了减轻研究大分子结构的体力强度，使研究血红蛋白构造成为可能，佩鲁茨和同事肯德鲁共同开发了一种新技术，从而较容易地计算出分子中的原子的位置。用这种技术，佩鲁茨获得了肌红蛋白的立体结构图。1958年，佩鲁茨在经历了24年的艰苦研究之后，终于测定了血红蛋白的分子立体结构。从此，佩鲁茨作为测定蛋白质立体结构这个新领域的开拓者，在科学界成为一位鼎鼎有名的科学家。