1989 年诺贝尔化学奖获得者简介① 赵匡华

（北京大学化学系 100871）

1989 年诺贝尔化学奖颁发给了美国耶鲁大学生物系的奥特曼

（Sidney Altman）教授和科罗拉多大学化学系的切赫（Thomas Robert Cech）教授，以表彰他们在研究“核糖核酸（RNA）具有催化性能”方面所做出的卓越成就。

奥特曼，1939 年生于加拿大，毕业于美国麻省理工学院，其后获得科罗拉多大学博士学位，1971 年以后一直任教于耶鲁大学。切赫生于1947年，在美国柏克莱加州大学获得博士学位，并在麻省理工学院从事博士后研究 1978 年后任教于科罗拉多大学。

长久以来，生物化学家们一直认为：只有由 20 余种氨基酸所组成的蛋白质分子，由于其氨基序列在排布上的多样性，能够筑起特定的三度空间骨架结构，从而可能具有催化活性，即成为酶蛋白。它们可提供催化反应场所，即酶的活化中心，而可选择性地只允许特定的基质进入；构成酶活化中心骨架的各种氨基酸，其支链官能基则可适度地稳定基质转化成产物。因此生化反应才得以在酶分子催化的情况下顺利进行，其速度可比无酶分子催化的情况下加快 10⁶—10¹² 倍！生物体内就是借助这些上百成千种的酶分子依序协力催化，而使得各种生化反应得以在室温的环境下完成。

在 70 年代时，生物化学家们已纯化结晶了数百种酶分子，更掌握了数千种的酶活性，而这些具有催化活性的酶分子都无例外地是蛋白质。所以当奥特曼提出 RNA 分子居然也可以有生物催化功能，而且可进行催化反应的部位（即活化中心）和被催化而进行反应的部位（即基质）居然可同处于一个 RNA 分子中，即同一分子的不同部位分别扮演催化者与基质的角色，这当然会在生物化学界中引起巨大震撼。

在 70 年代后期，奥特曼在研究 RNA 的催化功能时，首先发现原生动物 Tetrahymena 中所存在的一种较大的 t-RNA（指 pre-t-RNA），当它“修改”为较短的功能性 26St-RNA 的过程中并没有蛋白质型态的酶参与裁剪

① 刊于 1990 年第 5 卷第 3 期第 1 页

过程，而是由自我准确地切断（磷酯键水解）它中间的一截 413 个核苷，再由其头尾两段又接合成终极 t-RNA。他并且判明能发挥催化功能的正是这段含 413 个核苷的“插入序列”（intervening sequence 缩写为 IVS），所以 Tetrahymena 的 t-RNA 的成熟是自我催化，从而首次提出了“RNA 可独立具有催化活性”。这一发现开创了核酸化学中的一个新领域。

切赫于 1981 年后也全力投入了 RNA 分子的催化功能研究，在不满十年间便成就斐然。他将奥特曼的研究成果和学说推而广之，并能提出分子层次上的化学理论来解释 RNA 分子的自我催化机理。因此，他为建立生命科学的、在分子层次上的理论基础作出了令人鼓舞的贡献。