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细胞学家德迪夫(转载)
作者:汤姆    发布日期:2019-10-02

德迪夫(DE Duve,Christian Rene)比利时细胞学家。1917年10月2日生于英国泰暗土迪顿。德迪夫的父母为比利时人。第一次世界大战德国军队入侵比利时,其 父母逃至英国,但德迪夫仍保留其比利时国籍。他在1941年毕业于卢万大学,此时,德国已再次占领比利时。他在比利时和美国两地工作,用电子显微镜探究细胞的内部情况,发现了“溶酶体”,这是细胞内的一种细胞器,处理细胞摄入的营养物质并分解较大的颗粒。因此,他和他的同事电子显微镜专家克洛德和帕拉迪分享了1974年诺贝尔生理学和医学奖。他是比利时卢万大学荣誉教授,比利时细胞和分子病理学国际研究所的奠基人,曾任该所所长,并为纽约洛克菲勒大学安德鲁.W.梅隆荣誉教授,著有《漫游活细胞》和《细胞蓝图》。在二十世纪的五十年代初期,Christian de Duve 和他的同事在研究亚细胞组分时发现了溶酶体,不过,溶酶体的发现带有很大的偶然性。


de Duve 对胰岛素在碳水化合物代谢中的作用很感兴趣, 他打算通过对葡糖-6-磷酸酶在细胞内的定位来研究胰岛素对碳水化合物代谢的影响, 该酶在细胞内的作用是向血液中释放葡萄糖。


在试验中,他们选用酸性磷酸酶作为对照,因为酸性磷酸酶并不参与碳水化合物的代谢。他们先用0.25M的蔗糖对肝组织进行匀浆,然后用差速离心分离细胞组分。实验中发现葡糖-6-磷酸酶总是与微粒体在一起被分离。这一发现非常重要,因为当时人们普遍认为微粒体就是破碎的线粒体囊泡,由于葡糖-6-磷酸酶只与微粒体相关, 并不与线粒体一起被分离, 这就有理由推测, 微粒体是不同于线粒体的细胞结构。


另一方面,他们发现虽然在离心分离的线粒体组分中酸性磷酸酶的浓度最高,但也只占肝细胞中酸性磷酸酶总量的10%, 还有90%的酸性磷酸酶在离心分离过程中是如何分部的并不了解。当时他并没有重新分析实验结果,因为时间太晚了,于是将样品放在低温下冷藏起来。可是,几天后当他重新分析分离样品的酸性磷酸酶时,发现活性比原来高出了10倍。于是 de Duve 推测∶某些酸性磷酸酶在分离的线粒体组分中可能被"隐藏"了,在冷藏过程中酸性磷酸酶被某种因素激活。于是他对冷藏的线粒体分离样品重新离心,将线粒体沉淀后分析上清液中酸性磷酸酶的活性,发现上清液中的酸性磷酸酶的活性提高了,这就是说,冷藏后酸性磷酸酶活性的提高主要是由于可溶性的酸性磷酸酶量的增加。


虽然这一发现与de Duve原来的研究目的无关,但是他决定继续研究下去,因为他意识到这种发现有某种重要性。他很快发现除了冷藏之外还有其它的一些处理也可以提高酸性磷酸酶的活性。他们发现在样品匀浆过程中,通过冷冻、加热、添加去垢剂等都能够提高肝组织匀浆液中酸性磷酸酶的活性。由于所采取的措施都是促进膜的破裂, 于是推测∶酸性磷酸酶位于膜结合的细胞器中,因为他们用于分析酸性磷酸酶活性的底物都是不能通过扩散穿过膜的双脂层, 只有膜破裂之后待酸性磷酸酶释放到溶液中才能测到酶的活性(图9E-5)。



左:造成膜泡破裂及酸性磷酸酶释放的条件; 右: 将鼠肝的线粒体分离组分置于低渗条件下, 检测的酸性磷酸酶的活性曲线。


细胞内有很多种膜结合细胞器,酸性磷酸酶到底存在于何种膜结合细胞器中? de Duve 原先将酸性磷酸酶定位在线粒体中,后来在一次偶然的实验中,否定了这一假设。他的一位学生在离心分离线粒体时,并没有用超速离心而是用了较低的速度,这种较低速度的离心同样分离到大量的线粒体组分,但是在收集的线粒体组分中没有可检测的酸性磷酸酶的活性。这种偶然的发现导致de Duve相信酸性磷酸酶位于其它的膜结合细胞器中。


为了验证这一想法,他重新设计了分离线粒体的离心分离方法,按照原先的方法分离线粒体组分后,再调整离心速度重新进行离心分离,得到大小两部分(fraction),发现与线粒体功能有关的酶,如细胞色素氧化酶, 存在于大的部分中,而酸性磷酸酶和另一些水解酶类(核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶、β-葡萄糖醛酸酶、组织蛋白酶)一起存在于小的部分中, 由于这5种酶都是小分子的水解酶, 于是de Duve认为大的部分是真正纯化的线粒体,而小的部分在细胞内行使消化作用,1955年他将这一部分命名为溶酶体。需要说明的是,de Duve发现的只是生化证据,并没有看到真正的溶酶体,在电子显微镜下观察到溶酶体是后来的事。

德迪夫在获得了诺贝尔奖之后,并没有走向他奋斗的终点,他完成了一篇辉煌的巨著《生机勃勃的尘埃》,在这篇著作里,他以化学和生物化学为“关键词”,描述了生命的7个历程、7个层次的复杂性,他把生命的过程试为一种非目的性的活动:“生命的出现与进化完全是“自然”过程,必须作出自然的而非拟人式的解释。”在德迪夫的眼睛里,宇宙间的每一砾漂浮的尘埃,都充满了生命,它们就是在自然的行走中,在无序的,无目的的碰撞中产生着,酝酿着生命。


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