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結構生物化學/多蘿西·克勞福特·霍奇金

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胃蛋白酶

多蘿西·克勞福特·霍奇金 (1910–1994) 被譽為蛋白質晶體學的創始人。除了進一步發展和完善X射線晶體學技術外,她還確定了胃蛋白酶、膽固醇、乳球蛋白、鐵蛋白、菸草花葉病毒、青黴素、維生素 B-12 和胰島素等眾多分子的三維結構。她是第一個發現球狀蛋白質形狀的人(胃蛋白酶),並因確定數百個分子的分子形狀而獲得了 1964 年諾貝爾化學獎。

多蘿西·克勞福特 1932 年畢業於牛津大學薩默維爾學院,獲得化學學位。她於 1933 年在劍橋大學開始博士研究,師從 J.D. 貝納爾博士,在那裡她首次研究了晶體中原子結構的排列。意識到她可以使用 X 射線晶體學來研究更復雜的分子,她確定應在周圍的“母體”基質中研究蛋白質,而不是像當時標準操作流程那樣進行風乾。

膽固醇

她在研究膽固醇碘化物和一百多種其他類固醇時,為 X 射線晶體學技術設計了進一步改進。她的成就包括報道晶胞尺寸、記錄相對於其晶體學軸的反應指數,這表明了分子的晶體堆積,以及闡明原子之間的氫鍵方案。這些技術是使 X 射線晶體學成為一種準確的分析技術的重大突破,因為她的分析是第一個基於三維計算的分析,並建立了每個碳原子的立體化學。

青黴素核心

1934 年,她以研究員的身份回到牛津,在那裡她對胰島素進行了結晶和 X 射線照相。為了確定其結構,她與同晶晶體合作,同晶晶體是一種衍生分子,其中單個原子被更重的原子取代。三十四年後,她終於在確定胰島素結構方面取得了成功。與此同時,她獲得了劍橋大學的博士學位,並於 1937 年與托馬斯·霍奇金結婚,開始了確定青黴素結構的工作。她確定了苄青黴素的三個衍生物,鈉、鉀和銣。她利用同晶置換、光學類似物和差值圖技術來闡明結構。她還使用第一臺 IBM 模擬計算機進行 X 射線計算,這是電子計算機首次用於解決生化問題。青黴素在二戰期間治療受傷士兵方面發揮了重要作用,挽救了許多生命。瞭解青黴素的結構使化學修飾的青黴素的合成成為可能,這對戰爭期間遇到的高需求至關重要。在完成青黴素研究的同時,霍奇金博士於 1947 年被任命為英國頂級科學組織皇家學會會員。

維生素 B12

從 1955 年到 1961 年,她致力於確定維生素 B-12 的結構,透過定位重原子的位置,使用直接帕特森方法,然後使用觀察到的 F 值和僅基於重原子位置的相位計算三維傅立葉級數。透過開創性地使用帕特森圖,多蘿西能夠近似正確的電子密度級數。

除了獲得皇家獎章外,她還獲得了 1964 年諾貝爾化學獎,成為第三位獲得諾貝爾獎的女性。1965 年,她被英國女王伊麗莎白二世授予功績勳章,這是英國最高的皇家勳章。

如果沒有多蘿西·克勞福特·霍奇金對結構生物化學的開創性技術和貢獻,該領域無疑不會像今天這樣先進。

參考文獻

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華夏公益教科書