诺贝尔奖原创性工作发表的杂志（四）

图五：桑格两次获得诺贝尔奖时的照片。左边的照片为40岁的桑格于1958年第一次获奖，而他在1980年再次获奖时已经62岁了。三年后桑格完全从实验室退休，这样他有更多时间去享受家庭花园的园艺工作。图片由诺贝尔基金会网站中的照片组成。
4。Sanger的酶学法DNA测序：1977年的PNAS。英国剑桥的桑格（Sanger）是唯一的两次获得诺贝尔化学奖的科学家，他也是诺贝尔一百多年历史中四位获得了二次诺贝尔奖的人物。著名的居里夫人分別获得过物理和化学奖；加州理工的鲍林因蛋白质研究获化学奖，随后因反核武器的运动获得和平奖；另外，伊丽诺大学香槟分校的巴丁（Bardeen) 是仅有的两次诺贝尔物理奖得主，他发明的瞐体管彻底改变了我们的生活方式。

桑格两次获得诺贝尔奖的研究都是涉及生物分子的一级结构或测序。1958年，桑格因蛋白质胰岛素的结构获化学奖。他后来被问及获得两次诺贝尔奖的感受，他认为第一次获奖更为困难，在年仅四十岁获奖使他日后更容易得到支持和信任。他后来从蛋白质领域转向RNA的测序，最终选择了更具挑战性同时也使人类更受益的DNA测序。

胰岛素为51个氨基酸组成的简单的双链蛋白质，大家选择胰岛素为研究材料当然考虑到它在医学上的重要性，中国科学家在改革开放前在世界上首次人工合成了生物活性的胰岛素。五十年代初，胰岛素是为数不多的可以纯化的蛋白质。桑格运用后来被称之为＂桑格试剂＂的化合物将胰岛素的氨基酸逐一水解下来，然后通过电泳和层析最终弄清楚了每个氨基酸的位置。当时人们只知道蛋白质是氨基酸组成的，至于如何组成则完全不清楚，各种理论推测都有，很多人甚至认为蛋白质里的氨基酸处于一种无序的状态。

诺贝尔奖肯定桑格让我们认识到组成蛋白质的氨基酸是以链的方式连接在一起的，胰岛素也因此成为人类第一个测定了顺序的蛋白质。此结论也为桑格后来的同事克里克从理论上推测线性的遗传密码编码链状的蛋白质铺平了道路。五十年代初桑格获奖前在剑桥讲解过他的胰岛素研究结果，一位资深的剑桥化学家在报告结束时，这样高度评价桑格的工作：＂桑格把蛋白质研究变成了化学的一部分＂。

桑格更为著名的实验则为1977年发表在PNAS上的那篇文章所阐述的DNA测序的末端终止法，他也因此在1980年再次获诺贝尔奖。虽然为完全不同的策略，与＂桑格试剂＂测定蛋白质的氨基酸顺序的效果相似，桑格最了不起的想法是通过加入修饰了的核甘酸使DNA聚合酶的合成过程在特定的位置停止。他们最先用的修饰过的核苷酸是由一位德国科学家提供的，另外三种被修饰的核苷酸则不得不自己合成，这样桑格的方法就能确定由四种核苷酸组成的基因序列。当时桑格与哈佛的Gilbert因同时模索DNA的测序而竞争激烈，Gilbert的文章也同一年在PNAS上发表，还比桑格的文章早大半年。虽然双方分享了诺贝尔奖，但桑格的方法因能快速地测定长片段的DNA序列而得到更为广泛的应用。

桑格的回忆文章多次提及康乃尔大学的华裔科学家吴瑞对早期测序的贡献，桑格应用DNA聚合酶的想法就来自吴瑞，因为吴瑞在1969年用此酶测定了病毒DNA片段的序列，桑格肯定吴瑞为人类最早测定DNA顺序的科学家。在评论他的酶学法和Gilbert的化学法时，桑格始终认为酶因其特异性必然比化学修饰更加可靠，虽然化学法在测序的早期特别受仅需测短片段的美国科学家的欣赏。我们这一代人熟悉的吴瑞是发起CUSBEA（也称吴瑞项目）的华裔科学家，他通过组织中美联合考试在当时还没有托福和GRE的情况下为美国学校挑选来自中国的生物化学博士生。吴瑞的父亲吴宪曾是阐明蛋白质变性原理的生化学家，哈佛毕业的吴宪也是早年北京协和医学院为数不多的中国教授。