罗德尼·罗伯特·波特

人物介绍

罗德尼·罗伯特·波特(Rodney Robert Porter)是一位铁路职工的儿子,于 1917年10月8日生于英国兰开夏郡的牛顿·勒·维洛。波特自述他们家对科学没有兴趣,但他却从小对化学和医学着了迷。他早年就读于阿斯顿·因·麦克菲尔德文法中学,1939年初在利物浦大学获生物化学学士学位。1940～1946年二战期间的战争岁月,波特应征入伍,先后在英国皇家装甲兵、皇家陆军工兵以及皇家陆军补给与运输勤务队服役,他的科学研究被迫中断。

1942年,他曾随同第一军进入阿尔及利亚,随第八军进入西里西亚和意大利,以后又随中央地中海舰队驻兵意大利、奥地利、希腊、克里特,直至1946年元月战争结束前获少校军衔。

二战结束,波特退役重返学校。非常幸运的是,他在桑格(F.Sanger)指导下研究蛋白质化学,攻读研究生课程。桑格教给他在蛋白质结构分析方面所需的技术。1948年波特获剑桥大学哲学博士学位。在研究生期间,波特对免疫系统的研究产生了浓厚的兴趣,这主要是由于受到了兰德斯泰纳(K.Landsteiner)的对抗体抗原作化学研究的论著的影响。

1948年波特获博士学位之前,兰德斯泰纳已着手研究兔子的抗体结构,利用木瓜汁的一种酶把免疫球蛋白G(IgG)分离成更小片段。

1948年,波特就开始研究抗体的结构,但是直到去伦敦米尔希尔(Mill Hill)国家医学研究所与马丁(A.J.P.Martin)合作,他才找到蛋白质裂解的方法,
在此基础上,他发明了层析裂解法。

在剑桥做了一年博士后的研究以后,从1949年起,波特成为国家医学研究所的一员,在那里工作直到1960年。后来他转到伦敦大学圣玛丽医院的医学院,成为那里的首届免疫学教授。

1958～1959年,波特重新恢复抗体化学结构的研究,这导致抗体3个片段的发现。这3个片段可以用木瓜蛋白酶分开。在圣玛丽医院附属医学院他继续这一工作,于1962年提出抗体的多肽链结构。

1967年,他被任命为牛津大学惠特利级生物化学教授和牛津三一学院研究员。转移至牛津大学以后, 他仍然关注抗体连结位点的结构、免疫球蛋白的遗传标志以及某些早期补体成分的化学结构。

波特是英国皇家学会会员(1966),也是美国全国科学院外籍会员(1972), 在他一生的科学活动中获得过多种奖励。1966年波特获得盖特纳基金荣誉奖, 1967年获生物化学学会西巴(Ciba)奖章,1968年获美国血库协会卡尔·兰德斯泰纳纪念奖,1973年获伦敦皇家学会皇家奖章。

波特在科学上的重大贡献是在免疫遗传学中关于抗体的研究,他和埃德尔曼(G.M.Edelman)共同提出了抗体Y型结构的分子模型,并因此获得了1972年诺贝尔生理学和医学奖。

学术研究

罗德尼·罗伯特·波特 Rodney Robert Porter，1917年10月8日－1985年9月7日 是一位英国生物化学家，出生于兰开夏郡。由于对抗体化学结构的研究，而于1972年与杰拉尔德·埃德尔曼（Gerald Maurice Edelman）共同获得诺贝尔生理学医学奖。

在国家医学研究所,波特运用他的分析技术致力于一项令人生畏的工作——了解抗体的分子结构。所谓抗体,乃生物体内B淋巴细胞在抗原(外来物质)刺激下所合成的具特异性免疫功能的一种蛋白质,即免疫球蛋白(Ig)。抗体与相应抗原能发生特异性结合,从而促使白细胞的吞噬作用,将抗原清除,或使微生物类抗原失去致病性,从而对生物机体起保护作用。抗体分子是由1,300多个氨基酸组成的复杂蛋白质系统。抗体分子如何与抗原微生物作用在当时是一个非常诱人的课题,难度很大,这就必须要从研究抗体分子的结构入手才能得到答案。在整个50年代波特一直坚持他的研究,终于在1959年发表论文阐述构成抗体分子的3个片段。

通过木瓜蛋白酶来裂解抗体分子使波特获得了抗体分子基本结构的证据。这种酶能把IgG(免疫球蛋白G,一种抗体分子)分裂成3个大片段。其中两个类似的称为Fab(fragment antigen binding, 即抗原结合片段),它们仍然能与抗原分子结合。另一个片段呈结晶状,称为 Fc(fragment crystalline,结晶片段),没有任何活性。这立刻使波特意识到,由于晶体容易从相同的分子形成,所以组成Fc片段的重链的这一半或许在所有的抗体分子中都是相同的,而
抗体的复杂性主要来自Fab片段,其上的结合点也已找到。

与此同时,美国洛克菲勒研究所的埃德尔曼也在以不同的方式研究抗体分子,并已开始分离蛋白质的4个氨基酸链。到1962年,波特把自己的研究与埃德尔曼的研究相结合,创立了抗体的分子结构模型。1963年,波特首先提出IgG的化学结构模式图。后来的许多研究表明,其他种类的免疫球蛋白(如IgA、IgM等)也都适用于这一模式。免疫球蛋白分子是一个对称的结构,由4个肽链组成。根据它们的分子量,分为两条重链和两条轻链,链间以二硫键连结。进一步的研究表明,在抗体分子Fab的两条重链和两条轻链上都可分为两个部分:可变区(轻链可变区VL和重链可变区VH)和恒定区(轻链恒定区CL和重链恒定区CH)。可变区是抗体分子与抗原分子的结合部位,可变区的多变性反映了抗体的波特在确定抗体结构方面所进行的研究工作,在使人们更好地了解免疫系统的功能方面发挥了重大的推动作用。在当代,关于自体免疫疾病、器官移植以及癌症免疫疗法等研究都是以波特的研究为依据的。

1985年9月6日,在波特就要从教学职位上退休,准备把全部时间致力于科学研究之前不久,却不幸因车祸遇难,逝世于英格兰的温彻斯特,享年68岁。