2012年諾貝爾化學獎

北京時間2012年10月10日17點45分，瑞典皇家科學院諾貝爾獎評審委員會宣佈，兩位美國科學家羅伯特·萊夫科維茨（Robert J. Lefkowitz）和布萊恩·克比爾卡（Brian K. Kobilka）因“G蛋白偶聯受體研究”獲得2012年諾貝爾化學獎。二人將平均分享800萬瑞典克朗獎金。

羅伯特·萊夫科維茨（Robert J. Lefkowitz），美國公民。1943年出生於美國紐約。1966年從紐約哥倫比亞大學獲得MD。美國霍華德·休斯醫學研究所研究人員，美國杜克大學醫學中心醫學教授、生物化學教授。

布萊恩·克比爾卡（Brian K. Kobilka），美國公民。1955年出生於美國明尼蘇達州Little Falls。1981年從耶魯大學醫學院獲得MD。斯坦福大學醫學院醫學教授、分子與細胞生理學教授。（克比爾卡《自然》文章： G蛋白偶聯受體“停靠站”結構被確定）（《自然》特寫文章報道克比爾卡）

每個人的身體就是一個數十億細胞相互作用的精確校準系統。每個細胞都含有微小的受體，可讓細胞感知周圍環境以適應新狀態。羅伯特·萊夫科維茨和布萊恩·克比爾卡因為突破性地揭示G蛋白偶聯受體這一重要受體家族的內在工作機制而獲得2012年諾貝爾化學獎。

長期以來，細胞如何感知周圍環境一直是一個未解之謎。科學家已經弄清像腎上腺素這樣的激素所具有的強大效果：提高血壓、讓心跳加速。他們猜測，細胞表面可能存在某些激素受體。但在上個世紀大部分時期裏，這些激素受體的實際成分及其工作原理卻一直是未知數。

萊夫科維茨於1968年開始利用放射學來追蹤細胞受體。他將碘同位素附着到各種激素上，藉助放射學，成功找到數種受體，其中一種便是腎上腺素的受體：β-腎上腺素受體。他的研究小組將這種受體從細胞壁的隱蔽處抽出並對其工作原理有了初步認識。 研究團隊在1980年代取得了下一步重要進展。新加入的克比爾卡開始挑戰難題，意欲將編碼β-腎上腺素受體的基因從浩瀚的人類基因組中分離出來。他的創造性方法幫助他實現了目標。當研究人員分析該基因時，他們發現該受體與眼中捕獲光的受體相類似。他們認識到，存在着一整個家族看起來相似的受體，而且起作用的方式也一樣。

今天這一家族被稱作“G蛋白偶聯受體”。大約一千個基因編碼這類受體，適用於光、味道、氣味、腎上腺素、組胺、多巴胺以及複合胺等。大約一半的藥物通過G蛋白偶聯受體起作用。

萊夫科維茨和克比爾卡的研究對於理解G蛋白偶聯受體如何起作用至關重要。此外，在2011年，克比爾卡還取得了另一項突破：他和研究團隊在一個精確的時刻——β-腎上腺素受體被激素激活並向細胞發送信號——獲得了β-腎上腺素受體圖像。這一圖像是一個分子傑作，可謂幾十年辛苦研究的成果。

目前為止，163位獲獎者獲得了諾貝爾化學獎在1901年至2011年的化學獎，其中包括4名女性。他們平均被授予該獎項的年齡是57歲。唯一兩度獲得諾貝爾化學獎，是弗雷德裏克·桑格（1958和1980年）。而最年輕的諾貝爾化學獎得主是弗雷德裏克·約里奧，1935年他與妻子伊倫·約里奧·居里（諾貝爾獎得主瑪麗皮埃爾·居里的女兒）一起獲獎，那年他35歲。

三天來，2012年諾貝爾生理學和醫學獎、物理學獎和化學獎已依次頒出，和平獎和經濟學獎則將分別於北京時間11日19時、12日17時、15日19時頒發。

Robert Lefkowitz (Robert又叫Bob,實驗室裏大家都叫他Bob)在GPCR領域的成就一直以來是大家公認的。在藥理學近50年的重大發現中，有6個GPCR相關的科學工作是Bob的主要貢獻。他60年代畢業於哥倫比亞大學醫學院，60年代末到70年代初用同位素標記配體的方法證明了GPCR受體存在，並第一個把它部分純化出來。然後他用同位素配體結合的辦法提出了配體-受體-效應器結合的三級複合物模型，該文章引用超千次。 接着， 在80年代中期和當時在實驗室做博士後的Kobilka（今年一起的Nobel獎），第一個把Beta腎上腺素受體的基因克隆出來。雖然當時另一個GPCR，視杆色素（Rhodopsin）的序列已經測出（因其蛋白丰度遠遠高於其他GPCR），但當時並不知道Rhodopsin也是GPCR，直到將Beta 腎上腺素受體基因克隆出來之後，才發現二者都是7次跨膜結構 ，從而知道Rhodopsin也是GPCR。。 ^[1]  。

眾所周知，GPCR（G蛋白偶聯受體，G-protein coupled receptors）作為人類基因組編碼的最大類別膜蛋白超家族，有800多個家族成員，與人體生理代謝幾乎各個方面都密切關聯。它們的構象高度靈活，調控非常複雜，天然丰度很低，起初非常難以研究。美國杜克大學的Robert J. Lefkowitz(與Brian分享諾獎並是他的博士後導師)在這個領域做了非常多開創性的工作和貢獻。Brian就是在Robert的實驗室裏首先克隆了人Beta2腎上腺素受體的cDNA序列，開始了與GPCR研究的不解之緣 ^[2]  。