潘克桢

潘克桢 潘克桢,结构化学家。早年从事硫氮化合物的合成和结构化学研究,后开始主攻单链核糖体失活蛋白结构与功能研究。他主持完成了天花粉蛋白两种晶型的中、高分辨率的三维结构测定、精修和比较的研究,并提出天花粉蛋白发挥其生物功能的活性中心模型。建立了国际上第一个核糖体失活蛋白的分子模型。此外,还测定了巴豆毒蛋白的三维结构,通过比较,对单链核糖体失活蛋白的两种不同的分子作用机制进行了探讨。

潘克桢 - 简历

1933年7月7日 出生于福建省厦门市。

1951-1955年 厦门大学化学系学习,毕业。

1955-1958年 厦门大学化学系物质结构专业研究生学习,毕业。

1958-1960年 厦门大学化学系助教。

1960-1961年 福州大学化学系助教,讲师。

潘克桢

1961年至今 中国科学院福建物质结构研究所助研、副研究员(1978 年)、研究员(1986年)、博士生导师。

1994年至今 中国晶体学会理事兼生物大分子专业委员会副主任。

潘克桢 - 简介

潘克桢,原籍福建省永春县,1933年7月7日生于厦门市。他于1955年和1958年先后从厦门大学化学系本科和物质结构专业研究生毕业。在卢嘉锡、蔡启瑞的指导下,得到严格的训练。毕业后,在厦门大学和福州大学任教3年,讲授晶体化学课程。1961 年被调到刚刚创建的中国科学院福建物质结构研究所工作。在卢嘉锡教授提出的无机非金属原子簇化合物设想的指导下,开展了一系列硫氮化合物的合成和结构化学研究。当时物构所正在草创时期,他和他的同事们克服了工作和生活条件上的种种困难,建立了晶体结构研究室和硫氮化合物研究组,为研究所的建设做出了重要的贡献。正当研究工作取得初步成绩时,十年动乱开始,研究工作被迫中止。

1973年,潘克桢从下放劳动的农村回到物构所,他和他的合作者选择了现代结构化学的一个重要领域——生物大分子结构与功能研究。在当时十分艰难的环境下,建立了生物大分子结构研究室,潘克桢任室主任。

以蛋白质和核酸为代表的生物大分子在结构上的一个重要特征,就是它们特定的三维结构对其功能具有决定性的意义。开展生物大分子三维结构研究,对于了解各种生物过程,探讨生命活动的本质规律,都是至关重要的。单链核糖体失活蛋白是一种从植物中分离得到的、具有强烈抑制真核细胞蛋白质合成活性的蛋白质。由于它对完整细胞毒性很低,并有可能和单克隆抗体结合制成免疫毒素,受到各国科学家的重视。潘克桢等人在广泛调查研究的基础上,选定了单链核糖体失活蛋白结构与功能研究作为主攻方向。他们注意到在祖国医学遗产中,有一种具有独创性的节育和治疗妇科疾病的良药天花粉,它的有效成分天花粉蛋白正是一种典型的单链核糖体失活蛋白。现代医学证明,天花粉蛋白能专一地作用于胎盘绒毛合体滋养层细胞,对早期和中期妊娠引产具有特效,对宫外孕、死胎、葡萄胎和恶性葡萄胎等疾病都有独特的疗效。天花粉蛋白虽已在临床上得到广泛的应用,但如何在分子水平上了解其结构,阐明其结构与功能的关系,却引起化学界的兴趣和重视。潘克桢和他的合作者于1973年开始了对天花粉蛋白的三维结构与功能的研究。

潘克桢 - 课题研究

“六五”期间被列为中国科学院的重大课题,潘克桢是课题协作组组长单位的负责人。“七五”期间该课题仍是中国科学院的重大课题,同时也是国家自然科学基金重大项目“结构化学基础研究”中的一个子课题。“八五”期间,国家“八六三计划”生物工程项目又将之列为一个子课题。随着研究工作不断深入,三维结构的研究从低分辨率到高分辨率,不断取得重大进展。在此基础上,单链核糖体失活蛋白三维结构与功能研究也取得显著进展,成为“八五”期间中国科学院的重大项目和国家自然科学基金重点项目的子课题。潘克桢领导的课题组,在单斜晶型的天花粉蛋白三维结构与功能的研究中,先后完成了几种分辨率的三维结构测定和0.26及0.19纳米分辨率的晶体学修正,得到了精确的分子结构,同时也是国际上第一个单链核糖体失活蛋白的精确分子结构。他据此提出了天花粉蛋白发挥其生物功能的活性中心是由Glu 160和Arg163等5个保守残基聚集在大小结构域的凹槽中形成的。这一活性中心模型的提出,为理解和进一步改善天花粉蛋白的功能奠定了基础。在他主持下,还完成了正交晶型天花粉蛋白0.188纳米分辨率的三维结构精修以及两种晶型的结构比较。在单链核糖体失活蛋白三维结构与功能的研究方面,除天花粉蛋白外,还从植物中分离纯化了十几种该类蛋白质,有的培养了晶体。其中,测定了巴豆毒蛋白0.25纳米分辨率的三维结构。由于巴豆毒蛋白具有与天花粉蛋白等不同的分子作用机制,这项工作为单链核糖体失活蛋白分子作用的另一种机制提供了结构例证。通过这两种不同结构类型和分子作用机制的比较,对发挥这些作用机制的结构基础进行了探讨。

潘克桢和他的同事合作在国内外重要学术刊物上发表了50 多篇论文,撰写了专著《天花粉蛋白》的第五章。他主持的天花粉蛋白三维结构研究,曾先后获得1978年全国科学大会重大成果奖,1982年中科院重大成果二等奖,1987年国家自然科学二等奖和中科院科技进步一等奖。

上述成果的重要意义在于:天花粉蛋白是当时中国已测定三维结构的蛋白质中分子量最大的,研究的难度也很大;建立了国际上第一个核糖体失活蛋白的分子模型,也是继胰岛素系列结构测定之后中国第一个独立完成的蛋白质结构测定。1977年英国Neture杂志第270卷第5637期的封面以“中国的科学”为题,刊登了有关天花粉蛋白的晶体培养和晶胞参数测定资料的照片。天花粉蛋白在英、美同行中被誉为中国蛋白。在第三届国际蛋白质结构与功能学术会议上,潘克桢应邀作了天花粉蛋白结构与功能关系的大会报告。国际晶体学权威、诺贝尔奖金获得者霍奇金教授,英国皇家学会勃洛教授和菲力浦教授等先后前来参观交流,对这项工作都给予了很高的评价。

除上述主要工作外,潘克桢在中国较早地开辟了稀土金属离子和氨基酸配合物的合成化学和结构化学研究,合成并测定了十多个配合物的晶体结构,并对有关的结构化学规律进行了初步总结。

潘克桢 - 人物评价

在潘克桢的研究生涯中,曾经遇到过许多困难、挫折,始终支撑着他的是对祖国的热爱和对科学事业的执著。十年动乱中,年仅33岁的他被打成“反动学术权威”,逐出实验室。这并没有使他灰心,相反地,由于痛惜失去的青春年华,使他在后来恢复工作时更加勤奋努力。在建立生物大分子结构研究室,开辟新的研究领域及以后的研究工作过程中,工作的困难和各种压力都不能使他屈服。曾经一度的出国热潮也没有使他动摇。他始终坚持一个信念:“我的事业在中国”,渴望着在生物大分子结构与功能研究方面为自己的祖国争光。在研究工作中,一方面,他认真严谨,从蛋白质原料的选择和晶体培养、数据收集和处理、电子云密度图的绘制、分子模型的建立,直到结构修正等各个环节,都始终坚持直接参与工作和指导;另一方面,他又总是放手让年轻人挑重担,用自己的行动影响和教育学生,培养了一批年轻的人才。

1988年国家人事部授予潘克桢“中青年有突出贡献专家”的荣誉称号,1991年中共福建省委、省政府授予“优秀专家”的荣誉称号,中国科学院授予“‘七五’重大科研任务先进工作者”称号,并受国务院表彰,享受政府特殊津贴。

潘克桢曾任中国科学院福州结构化学开放研究实验室副主任,国家自然科学基金委化学学科评审组成员和福建省自然科学基金评委,以及生物大分子、分子稳态和动态结构、结构化学等三个国家重点实验室学术委员。现任生物大分子国家重点实验室学术委员,中国晶体学会理事兼生物大分子专业委员会副主任。

潘克桢 - 代表论著

1 中国科学院福建物质结构研究所,上海有机化学研究所天花粉协作组.天花粉蛋白的晶体培养及其晶胞基本参数。科学通报,1978,23:176

2 潘克桢,夏宗乡,董贻诚.第五章:空间结构.见:汪猷主编.天花粉蛋白.北京:科学出版社,1990.35~44

潘克桢 - 参考资料

[1] 专家信息网 http://m.cdstm.cn/zhuanlue/persondetailsright.jsp?id=174149&isLast=true&zjid=174146&personid=174146

TAGS: 中国科学家 科学 科学家
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