“努力追求科學真理,避免追求新聞價值,跟蹤最新發(fā)展前沿,不斷提高水平,勤奮工作,永不自滿?!薄u承魯
天極陰沉,寒風四起。中國科學院生物物理所3313辦公室,門緊閉著。這里是鄒承魯事業(yè)的第四個驛站。他事業(yè)的開端,要追溯到半個多世紀前的西南聯(lián)大。
搖籃——自由孕育了無限的創(chuàng)造力
1941年,鄒承魯畢業(yè)于由天津遷到重慶的南開中學高中部,考入設在昆明的西南聯(lián)合大學化學系。傳奇般的西南聯(lián)大,是鄒承魯科研人生的搖籃,寬松而自由的學習氛圍為他日后從事生物化學科研工作打下了深厚基礎。
鄒承魯曾回憶說,西南聯(lián)大有兩個特點,一個特點是三校合并,名教授特別多。就像清華大學老校長梅貽琦所說,所謂大學者,非謂有大樓之謂也,有大師之謂也。另一個特點就是學術自由和學術民主的風氣比較濃厚,思想自由,對各種學派的教授兼容并包,貫徹的是百家爭鳴的辦學方針。西南聯(lián)大表面看上去學習氛圍自由散漫,實際上學生的個人創(chuàng)造力就孕育在其中,所以才造就出那么多科學大家和人文大師。今年初,鄒承魯撰文《建議重建西南聯(lián)大》,提出學術自由很重要,國家不要過多干擾學校的日常管理,給學校以較大的自由度?!皩σ粋€國家來講,學術上要有所成就,就是要創(chuàng)新,要創(chuàng)新就要有一個自由的環(huán)境。只有鼓勵自由思想、自由探索,才能有重大的創(chuàng)新并且不斷創(chuàng)新?!?/P>
劍橋—— 初生牛犢不怕虎
1946年,在招考英庚款公費出國留學生的考試中,鄒承魯以化學類第一名的優(yōu)異成績被錄取。1948年2月,鄒承魯進入了當時生物化學領域的研究中心之一——劍橋大學,師從著名生物化學家Keilin教授。Keilin教授的實驗室是世界呼吸鏈研究的中心,鄒承魯跟他從事呼吸鏈中的氧化還原酶研究。
鄒承魯在國際上最早用蛋白水解酶部分水解方法研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關系,發(fā)現(xiàn)細胞色素c純化后與線粒體結(jié)合時在性質(zhì)上發(fā)生變化,并證明細胞色素b與琥珀酸脫氫酶不是同一物質(zhì)。1949年,他單獨署名的論文在英國《自然》雜志發(fā)表。有關這些開創(chuàng)性工作的論文在半個多世紀后的今天仍不斷被人引用。當時,鄒承魯才26歲。 “這個工作題目是Keilin教授給的,大概怎么做他都跟我說了。實驗工作進行得比較順利,所以沒給他找什么麻煩。最后工作完成,寫成論文并修改了好多次。我把最后的稿子給他,他拿起稿子一看,提起筆就把放在前面的他的名字劃掉了,并說你自己發(fā)表吧。雖說是我單獨署名發(fā)表,Nature雜志編輯部都知道從他的實驗室出去的工作,他一定是看過的。完成第一項工作后,Keilin教授鼓勵我自己提出設想,設計方案,進行研究?!痹谧允觥段业目茖W之路》中,鄒承魯說,Keilin教授的這種指導學生和論文署名的做法使自己受益終身,進而使他自己對學生也是這樣——假使光是給一個題目讓學生做,沒有參與多少直接的工作,一般也不署名,“我最反對有些實驗室(負責人),現(xiàn)在學了美國人叫老板,他手下的人不管做什么工作,不管他有沒有貢獻,一律把他的名字寫在論文上,有的時候還寫在前頭,只求多多益善。不出問題便津津樂道;如果文章有問題,就推脫責任,讓學生承擔。其實大家都知道,導師是對實驗室和論文負責的人,學生只是學生”。
九三學社中央副主席、中國科學院院士、鄒承魯?shù)膶W生王志珍說,鄒先生老強調(diào)不要“搭車”,這是典型的不勞而獲的不道德行為?!罢撐氖鹈紫仁秦熑危浯尾攀菢s譽。他把在自己并無貢獻的論文上署名比喻成'搭車’,說如果發(fā)生車禍,搭車的人也難以幸免,所以不要做搭車的事?!?BR> 當時正值二次大戰(zhàn)之后,實驗室的設備條件比較艱苦,Keilin教授強調(diào),在簡單的條件下也可以做出優(yōu)秀的工作,最重要的是科學思想而不能依賴設備,要善于在工作中發(fā)現(xiàn)問題。鄒承魯在《我的科學之路》中寫道,“當時,Keilin教授已經(jīng)年過六旬,又患有氣喘病,但他每天準時到實驗室工作,除指導學生工作外,還經(jīng)常親自動手做實驗。他的實驗室固定人員很少,主要由研究生和博士后構(gòu)成。他要求我們每隔一定時間給他交一份工作報告。工作報告和論文稿都在星期六上午給他,他看過后在星期一早晨還給我們,并提出詳細意見。他的意見經(jīng)常是詳細、尖銳和中肯的,這些意見對我一生的科學研究起了極大的作用。研究論文完成后,哪怕只是一些細節(jié)讓他不夠滿意,他也不同意發(fā)表。一篇研究論文無論他署名與否,都要先經(jīng)過老學生(高年級學生——編者注)審閱,然后他自己再看,經(jīng)過多次反復修改后才最終送出投稿?!?BR> 王志珍說:“先生在劍橋最大的收獲,就是明白了要想在科學上有所成就,就需要一個人貢獻自己的全部生命。他一直告誡我們,僅靠每周40小時的工作,而沒有廢寢忘食、全身心投入的精神,是不可能成為一個好科學家的?!?BR> 劍橋的3年中,鄒承魯一共發(fā)表了7篇文章,除其中一篇是和實驗室一位博士后共同署名外,其余都是單獨發(fā)表的,導師全都沒署名。
除此之外,鄒承魯還有一個重大收獲——認識了后來與他相濡以沫半個世紀的終身伴侶,后來成為中國科學院院士、固體物理和材料科學家的李林。一次,在劍橋同學的聚會上,李林和鄒承魯同臺演唱了一曲《我的家在東北松花江上》,優(yōu)美的歌詞、悲愴的曲調(diào),激起了他們對祖國的共同思念。共同的理想使他們的友誼升華成愛情。李林的父親、地質(zhì)學家李四光很欣賞思維縝密、學業(yè)奮進的鄒承魯,1949年8月25日,在博恩毛斯海邊,伴著海浪的鳴奏,他親自主持了這對愛人的婚禮。
1951年6月,鄒承魯完成畢業(yè)論文,順利通過答辯,拿到博士學位。隨即應九三學社社員王應睞教授之邀,回國去上海生理生化所工作,開始了新中國酶學研究的奠基工作。
上海生理生化所——中國生化界的“搖籃”
當時擔任上海生理生化所所長的王應睞深知搞科研最重要的是學術帶頭人,于是從海外“挖”來了一批優(yōu)秀人才。曹天欽和鄒承魯學成后也來到生化所,為這里帶來了劍橋的優(yōu)良作風和研究傳統(tǒng),他倆和王應睞被稱為“劍橋三劍客”。王應睞提倡思想自由,愛護人才、平易近人。于是,年輕人很快成長起來,生化所變成人們向往的研究中心。王應睞先后組織了近10期高級生化訓練班,學員達上千人,他們后來成為國內(nèi)生化領域的骨干——包括劉新垣、龔岳亭、李載平、洪國藩、戚正武、張友尚、王恩多、許根俊等多位院士。鄒承魯說:“中國的生物化學能有今天的水平和規(guī)模,王先生功居首位?!庇鴮W者李約瑟更是將王應睞稱為中國生物化學的奠基人之一。
在生化所,鄒承魯基本按照自己在英國的思路做與呼吸鏈相關的酶的研究,一是細胞色素,一是琥珀酸脫氫酶。他們發(fā)現(xiàn)輔基腺嘌呤二核苷酸與蛋白部分通過共價鍵結(jié)合,這是以往從沒有發(fā)現(xiàn)過的。他們在呼吸鏈和其他酶系的系列工作奠定了我國酶學和呼吸鏈研究的基礎。
胰島素合成——寫下中國科學史一段傳奇
“1958年,在'大躍進’的聲浪中,中國的科學家們也熱切希望做出舉世矚目的科學成就。在當時的中國科學院上海生物化學研究所,各種各樣的想法一個接一個地被提出來,經(jīng)過激烈討論,又一個接一個地被否決掉。當時爭論極為熱烈,經(jīng)常是兩三個人同時爭著發(fā)言,所以現(xiàn)在很難想起確切的是誰首先提出了人工合成蛋白質(zhì)的想法。不過,這個主張一提出,馬上獲得一致贊同。因為在那個時代談蛋白質(zhì)的人工合成還有相當?shù)纳衩馗?,因此人工合成蛋白質(zhì)無疑是一個驚人的科學壯舉。這個想法也贏得了領導支持,并且獲得了充足經(jīng)費?!标P于胰島素合成工作,鄒承魯在《我的科學之路》中這樣敘述。
蛋白質(zhì)對生命極其重要,是所有生命活動的主要承擔者。恩格斯曾說過,蛋白質(zhì)是生命存在的基本方式。那時胰島素是人類唯一知道的一級序列的蛋白質(zhì),如果我國科學家能夠人工合成胰島素,不僅有科學意義,而且有哲學意義。當時,英國Sanger已完成了牛胰島素的一級序列測定,并因此得到了諾貝爾獎金——胰島素的結(jié)構(gòu)包括由21個氨基酸組成的A鏈和30個氨基酸組成的B鏈,兩者由二硫鍵相連,可以降低血糖水平,使小白鼠產(chǎn)生驚厥反應。
1958年,鄒承魯把自己對酶的興趣暫且放在一邊,參加了上海生物化學研究所人工全合成牛胰島素的工作。鄒承魯曾撰文回憶了人工合成胰島素的過程。 “胰島素是由兩個二硫鍵聯(lián)結(jié)的兩條肽鏈組成的。此外,還有一個A鏈上的鏈內(nèi)二硫鍵。因此,初期曾有三種合成方案以供選擇。其中最為現(xiàn)實、易行的方案是分別合成A鏈和B鏈,然后通過巰基的氧化使兩條鏈正確組合。當時,我的任務是摸索胰島素分子先經(jīng)過還原、分離純化之后的A鏈和B鏈是否能通過氧化重新組合形成天然的胰島素分子。這一問題是胰島素人工全合成成功的關鍵。 “國外許多人都曾嘗試過把還原的胰島素肽鏈重新組合,以期獲得一定產(chǎn)率的天然胰島素,而這些探索都無一例外地失敗了。當時,除了像催產(chǎn)素這樣的小肽以外,還沒有一個含二硫鍵的蛋白能在還原后通過氧化而成功地再生。我們沒有被洋人的失敗嚇倒,反而迎難而上,著手分離A鏈和B鏈?!拔覀兯玫降拇之a(chǎn)物經(jīng)進一步純化和結(jié)晶,終于得到和天然胰島素具有相同活力和晶型的晶體,胰蛋白酶水解物雙向紙層析和電泳的結(jié)果進一步證實氧化后所得的胰島素與天然胰島素完全相同。這些重要結(jié)果我們在1959年的秋天就得到了。1960年,Dixon和Wardlaw在Nature雜志上發(fā)表論文,報道還原的肽鏈經(jīng)氧化得到了1%~2%的胰島素之后,我們才決定在《中國科學》發(fā)表我們的結(jié)果,第一篇論文發(fā)表在1961年10月《中國科學》恢復出版后的第1期上。同時,我們一直在摸索進一步提高產(chǎn)率的條件。不久,我們把產(chǎn)率提高到了30%~50%! “這些研究為胰島素的合成確定了路線,并為最終全合成掃清了道路。胰島素的合成是由三個單位協(xié)作完成的。上海生物化學研究所由鈕經(jīng)義和龔岳亭領導的小組負責B鏈的合成;上海有機化學研究所由汪猷領導的小組以及北京大學由邢其毅領導的小組共同負責A鏈的合成,兩條鏈通過傳統(tǒng)的片段縮合法合成;我的小組負責兩條肽鏈組合成天然胰島素分子。”
人工合成胰島素的價值,在于它第一次打破了生命與非生命的界限。人工全合成牛胰島素研究獲得1981年國家自然科學一等獎和1997年求是杰出科技成就集體獎。
1966年底,鄒承魯?shù)奶幘骋呀?jīng)惡化到不允許見任何外國客人。此時,瑞典皇家科學院諾貝爾獎評審委員會化學組主席ATiselius訪問中國,人們猜測他可能是來物色合適的諾貝爾獎候選人,遺憾的是這項工作仍然無法和諾貝爾獎聯(lián)在一起。后來,鄒承魯?shù)弥猅iselius對人工合成胰島素的評價很高,“你們能從書上學到原子彈的知識,但學不到人工合成胰島素”。
北京——繼續(xù)創(chuàng)新開拓
1970年,鄒承魯從上海生化所調(diào)往北京的中國科學院生物物理所,開始了另一段科研征程。 “除了人工合成胰島素,鄒先生還有幾個比較重要的工作:蛋白質(zhì)必需基團的化學修飾和活性喪失的定量關系公式,以及確定必需基團數(shù)目的作圖方法,分別被稱為'鄒氏公式’和'鄒氏作圖法’,被國際同行廣泛采用并收入教科書和專著;酶活性不可逆抑制動力學研究,開創(chuàng)了酶催化動力學一個新的理論分支,并解決了傳統(tǒng)方法不能解決的問題,對酶作用機制研究和藥物設計都非常重要。有關綜述應邀發(fā)表在國際酶學領域權威性的叢刊Advance in Enzymology上,這是迄今我國唯一在此叢刊發(fā)表綜述論文的中國生物化學家?!蓖踔菊渥屑毥榻B了鄒承魯?shù)闹饕茖W成就,“另一個重要的工作是他和他的學生用自己創(chuàng)立的不可逆抑制動力學理論研究了各種不同類型的酶在變性過程中構(gòu)象和活力變化的關系,得到活性喪失先于構(gòu)象變化的結(jié)果,據(jù)此提出了酶活性部位柔性的假說。十余年間,實驗數(shù)據(jù)的積累充分支持酶活性部位柔性的學說。世界各國有十幾個實驗室隨后開展的研究進一步支持酶活性部位柔性學說。鄒承魯把蛋白質(zhì)變性研究從單純的結(jié)構(gòu)研究推向與功能密切結(jié)合的新水平,是酶作用機制研究的重大進展,對此工作的總結(jié)在美國《科學》雜志發(fā)表?!薄八€開創(chuàng)了新生肽鏈的折疊與分子伴侶等當前分子生物學領域中尚未解決的重大問題的研究?!蓖踔菊溲a充說。
鄒承魯對世界生物化學的貢獻已得到承認并載入史冊,所撰寫的自傳在有影響的國際性叢書《綜合生物化學》中生物化學史部分第三冊(總第37卷)上發(fā)表,到目前為止,他是我國生物化學家在此叢書上發(fā)表自傳的唯一科學家。
二次獲國家自然科學一等獎、四次獲國家自然科學二等獎,一次獲國家自然科學三等獎,還有第三世界科學院生物學獎,陳嘉庚生命科學獎,何梁何利科學與技術成就獎,何梁何利科學與技術進步獎等重要獎項……中國科學界這樣的獲獎頻率,除鄒承魯外,恐怕難有幾人。