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Carl Cori & Gerty Cori夫妇,既是杰出的科学家,也是优秀的导师:两人因在糖原代谢领域的杰出贡献而荣获1947年诺贝尔生理医学奖 (Gerty也是美国首位获奖的女性),他们实验室alumni中,先后走出出6位Nobel laureates,十余位美国科学院院士(很多人日后担任美国著名高校生物化学系负责人)。因为Cori夫妇在生物化学领域的巨大影响力,其位于Washington University in St. Louis/WUSL 的实验室被誉为生物化学的Mecca。

本书的作者,John H. Exton博士是Vandebilt大学的教授,美国科学院院士,他师从Cori夫妇的弟子Charles Park和Earl Sutherland。Exton对Coris实验室成员的经历了如指掌,本书介绍他们的经历及其学术成就,里面的轶事非常多,非常好看。

Carl Ferdinand Cori (1896-1984), 生于奥匈帝国Prague的一个学术世家,从小接受良好的教育。他的外公和舅舅舅都是大学教授,父亲拥有MD和动物学PhD双学位,后来出任奥匈帝国港口城市Trieste的海洋生物站负责人。受父亲的影响,Carl喜欢户外运动,经常参加野外探险,收集各种昆虫。然而第一次世界大战的爆发,Car决定去学习医学,在German University of Prague, 他认识了自己未来的妻子Gerty Theresa Radnitz(1896-1957)。

一战结束后,Cori夫妇所在的Prague成为新成立的捷克斯洛伐克的首都,然而战争导致国际经济凋敝,无力支撑两人的研究。1922年,美国纽约Buffalo State Institute for the Study of Malignant Disease主任,Gaylord博士来欧洲招聘biochemist,尽管当时生化的研究中心在德国,但是德国在一战中是美国的敌国,所有不大接受德国人来美国工作,可能招聘奥地利籍可能会更容易接受。 于是Cori夫妇来到美国纽约的Buffalo,最开始的工作和研究无关,只是为医院的病人的样本做些病理检测。

就这样过了两年,夫妻两人的命运出现了转折,原因是新领导决定研究所转向基础研究,也就是寻找疾病特别是癌症的起因。Cori夫妇敏锐地觉察到:如果要从分子水平解释细胞代谢,必须从组织水平深入到蛋白水平。那么他们的研究对象是什么呢?当时胰岛素/insulin和肾上腺素/adrenaline对血糖的影响刚被发现,他们还注意到著名的德国生理学家Otto Warburg (1931年Nobel prize)的一项研究成果:肿瘤细胞代谢glucose并积累大量的乳酸/lactic acid。于是Cori夫妇决心研究动物糖原/glycogen代谢为glucose, lactate的代谢途径以及insulin和adrenaline对其的调控。

他们首先回答了血糖的去向和insulin和adrenaline的作用位点:insulin导致肌肉储存glucose。而接下来研究adrenaline调控carbohydrate代谢的成果为他们日后赢得Nobel prize:发现Cori cycle。动物经历fasting后,体内glycogen水平却并不降低,他们发现了noncarbohydrate也能转化为葡萄糖/gluconeogenesis,从而维持glycogen的平衡。在给动物注射adrenaline后会升高血糖。这种应激反应下,血糖主要来源于glycogen的降解。研究发现肌肉中glycogen含量的确降低,但是肝脏中glycogen含量不减反增;此外Otto Meyerhof发现肌肉中glycogen代谢产物是lactate而非葡萄糖,故其降解并不会增加血糖。因此肌肉glycogen降解和肝脏glycogen增加都无法解释adrenaline导致血糖增加。Cori夫妇敏锐觉察到这个问题,通过对实验数据进行推理而提出自己的hypothesis:虽然肌肉glycogen降解产物不是葡萄糖而是lactate,但是lactate可能通过血液进入肝脏,在肝脏中合成为葡萄糖,多余的再转化为glycogen。随后他们系统测定了adrenaline处理前后,机体内葡萄糖,各组织中glycogen,肌肉lactate含量的变化,证实了他们的猜想,1929年他们在JBC上系统提出了Cori cycle。

FG23_09.JPG(from google)

1931年,Carl Cori接到WUSL的邀请去做药理系的系主任,在那里他们的另一大贡献就是糖原降解/glycogenolysis的过程:糖原降解后,肌肉中无机磷酸含量降低,主要是形成hexose monophosphate,其中phosphorylase催化glucose从glycogen上解理下来,而且phosphorylase的活性依赖AMP;在糖酵解过程中,glucose首先被转化为Glu-6-P,但是Cori和地址Colowick发现glycogen降解产物并不是Glu-6-P (Glu-6-P保留羰基,具有还原能力),后来发现是Glu-1-P。

Glycogen_phosphorylase_stereofrom wiki

Cori夫妇不仅科研成果突出,他们身上还有欧洲知识分子的人文气质,夫妻两人喜欢阅读,音乐,hiking。两人感情也非常好,当时科学家普遍对女性歧视,Gerty长期得不到正式教职,此时Carl不仅是妻子的坚定支持者,他实验室还接受了很多优秀的女科学家。Gerty在领Nobel prize时被检查出患有癌症,此后的十年一直和病魔抗争。Gerty去世后,Carl抑郁了很久。

 

 

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