阿尔伯特·圣捷尔吉

阿尔伯特·圣捷尔吉:发现维生素C的化学家

1916年,一名匈牙利军医因厌倦了东线战场,开枪打伤自己的手臂以逃避战争。他活了下来,重返医学界,二十一年后,他因解释了活细胞如何燃烧燃料,以及识别出缺乏会导致坏血病的物质而获得了诺贝尔奖。圣捷尔吉随后又花了四十年时间研究肌肉、癌症和生命物质的量子行为,从未失去为原则孤注一掷的习惯。

早年生活

他于1893年9月16日出生在匈牙利王国的布达佩斯,家庭背景横跨土地与实验室。他的父亲米克洛什(Miklós)是特兰西瓦尼亚的地主。他的母亲约瑟芬娜(Jozefina)是罗马天主教徒,也是解剖学家米哈伊·伦霍谢克(Mihály Lenhossék)的妹妹;她的家族有三代科学家。音乐也同样根深蒂固。约瑟芬娜曾为古斯塔夫·马勒试唱过歌剧,圣捷尔吉弹钢琴,他的兄弟帕尔(Pál)成为了一名专业小提琴家。他选择了实验室,于1911年开始学习医学。

战争与训练

从1914年到1916年,他在军队担任军医。这段经历摧毁了他内心的某些东西,1916年,他开枪打伤自己的手臂以逃离军队。伤口结束了他的服役,让他回到了书本中;他于1917年在塞梅维什大学获得医学博士学位。他的科学训练又持续了十年,之后于1929年在剑桥大学获得博士学位,当时他隶属于菲茨威廉学院。

己糖醛酸成为维生素C

圣捷尔吉的核心问题是细胞如何氧化其燃料——生物燃烧的化学。在追求这一问题的过程中,他分离出一种他称为己糖醛酸的强还原物质。1930年,他加入塞格德大学,在那里做出了改变营养学的鉴定:己糖醛酸是抗坏血病因子,即坏血病背后的缺失饮食元素。确定其结构的化学家沃尔特·诺曼·霍沃思(Walter Norman Haworth)给了它至今仍沿用的名称——L-抗坏血酸,即维生素C。在同一十年中,圣捷尔吉绘制了细胞呼吸的进一步步骤,确定了富马酸和其他将被组装到柠檬酸循环中的中间体。这项工作将呼吸作用从一个黑匣子变成了一系列命名的化学反应。

诺贝尔委员会授予他1937年生理学或医学奖,“以表彰他在生物燃烧过程方面的发现,特别是关于维生素C的发现”。

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第二次世界大战

圣捷尔吉将奖金视为事业的资本,而不是舒适的来源。1940年,他在冬季战争期间将全部诺贝尔奖金捐给了芬兰。随着匈牙利与德国的结盟日益紧密,他帮助犹太朋友逃脱,加入了匈牙利抵抗运动,并于1944年前往伊斯坦布尔与盟军秘密谈判。希特勒对他发出了逮捕令。圣捷尔吉在战争的最后阶段作为盖世太保的逃犯度过。

肌动蛋白、肌球蛋白与运动机制

从1938年起,他转向肌肉生物物理学,并做出了被一些生物学家评价高于维生素研究的工作。他和他的团队展示了肌动蛋白和肌球蛋白这两种蛋白质如何与ATP相互作用产生收缩——即动物如何运动的分子解释。他还发现,在50%甘油溶液中冷藏的肌肉组织保留了无限期收缩的能力,为生理学家提供了一种可以从容研究的制剂。这是一个技术上适度但后果巨大的成果:它使肌肉化学在实验上变得可控。

美国

战后的匈牙利曾短暂地接纳了他。他当选为议员,并领导布达佩斯大学的生物化学系。共产主义统治破坏了这一安排,1947年他移民到美国,在马萨诸塞州伍兹霍尔的海洋生物学实验室建立了肌肉研究所。1948年,他在国立卫生研究院获得了一个研究职位,1950年,他获得了资金,使伍兹霍尔研究所走上了永久性的轨道。1954年获得拉斯克奖,1955年获得美国公民身份,1956年当选为美国国家科学院院士。

量子生物学、癌症与异见

从1941年起,圣捷尔吉将生物学推向物理学,认为生命物质的行为最终将由量子力学来解释。他通过这一视角研究癌症,调查自由基作为原因,并于1974年提出了“合成熵”(syntropy)一词来取代“负熵”。一些同事认为他晚年的工作是推测性的。圣捷尔吉对此早有辩护,他将科学家分为两种气质:“在科学中,阿波罗型倾向于将既定的路线发展到完美,而狄俄尼索斯型则更依赖直觉,更有可能为研究开辟新的、意想不到的途径。”他无疑是狄俄尼索斯型的。

他的政治立场始终具有对抗性。1967年,他签署了一封公开信,拒绝纳税以抗议越南战争,并支持召开世界宪法公约的呼吁。

晚年

他结过四次婚:1917年至1938年与科内莉亚·德梅尼(Kornélia Demény)结婚,1918年生下一个女儿;1941年至1963年玛尔塔·博尔比罗(Márta Borbíró)因癌症去世;1965年至1968年与琼·苏珊·威奇特曼(June Susan Wichterman)结婚;1975年起与玛西娅·休斯顿(Marcia Houston)结婚,并收养了一个女儿萝拉(Lola)。他于1986年10月22日在马萨诸塞州伍兹霍尔去世,享年93岁。

为什么圣捷尔吉很重要

他是少数几个名字与两项独立革命——呼吸和维生素的化学,以及肌肉收缩的分子基础——联系在一起的科学家之一。维生素C从海军医学的一个谜团变成了一种可以合成和分发的明确分子;肌动蛋白和肌球蛋白解释了运动本身。再加上抵抗运动、捐出的奖金以及直到八十多岁仍拒绝停止提出异端问题的精神,所展现出的形象比获奖者更罕见:一位将智力和道德风险视为同一回事的科学家。

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