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结构生物化学/多萝西·克劳福特·霍奇金

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胃蛋白酶

多萝西·克劳福特·霍奇金 (1910–1994) 被誉为蛋白质晶体学的创始人。除了进一步发展和完善X射线晶体学技术外,她还确定了胃蛋白酶、胆固醇、乳球蛋白、铁蛋白、烟草花叶病毒、青霉素、维生素 B-12 和胰岛素等众多分子的三维结构。她是第一个发现球状蛋白质形状的人(胃蛋白酶),并因确定数百个分子的分子形状而获得了 1964 年诺贝尔化学奖。

多萝西·克劳福特 1932 年毕业于牛津大学萨默维尔学院,获得化学学位。她于 1933 年在剑桥大学开始博士研究,师从 J.D. 贝纳尔博士,在那里她首次研究了晶体中原子结构的排列。意识到她可以使用 X 射线晶体学来研究更复杂的分子,她确定应在周围的“母体”基质中研究蛋白质,而不是像当时标准操作流程那样进行风干。

胆固醇

她在研究胆固醇碘化物和一百多种其他类固醇时,为 X 射线晶体学技术设计了进一步改进。她的成就包括报道晶胞尺寸、记录相对于其晶体学轴的反应指数,这表明了分子的晶体堆积,以及阐明原子之间的氢键方案。这些技术是使 X 射线晶体学成为一种准确的分析技术的重大突破,因为她的分析是第一个基于三维计算的分析,并建立了每个碳原子的立体化学。

青霉素核心

1934 年,她以研究员的身份回到牛津,在那里她对胰岛素进行了结晶和 X 射线照相。为了确定其结构,她与同晶晶体合作,同晶晶体是一种衍生分子,其中单个原子被更重的原子取代。三十四年后,她终于在确定胰岛素结构方面取得了成功。与此同时,她获得了剑桥大学的博士学位,并于 1937 年与托马斯·霍奇金结婚,开始了确定青霉素结构的工作。她确定了苄青霉素的三个衍生物,钠、钾和铷。她利用同晶置换、光学类似物和差值图技术来阐明结构。她还使用第一台 IBM 模拟计算机进行 X 射线计算,这是电子计算机首次用于解决生化问题。青霉素在二战期间治疗受伤士兵方面发挥了重要作用,挽救了许多生命。了解青霉素的结构使化学修饰的青霉素的合成成为可能,这对战争期间遇到的高需求至关重要。在完成青霉素研究的同时,霍奇金博士于 1947 年被任命为英国顶级科学组织皇家学会会员。

维生素 B12

从 1955 年到 1961 年,她致力于确定维生素 B-12 的结构,通过定位重原子的位置,使用直接帕特森方法,然后使用观察到的 F 值和仅基于重原子位置的相位计算三维傅里叶级数。通过开创性地使用帕特森图,多萝西能够近似正确的电子密度级数。

除了获得皇家奖章外,她还获得了 1964 年诺贝尔化学奖,成为第三位获得诺贝尔奖的女性。1965 年,她被英国女王伊丽莎白二世授予功绩勋章,这是英国最高的皇家勋章。

如果没有多萝西·克劳福特·霍奇金对结构生物化学的开创性技术和贡献,该领域无疑不会像今天这样先进。

参考文献

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华夏公益教科书