米歇尔

米歇尔

  哈特穆特·米歇尔(外文名:Hartmut Michel),男,1948年7月18日出生于德国路德维斯堡,生物化学家,中国科学院外籍院士。1975年毕业于德国图宾根大学并获硕士学位。1977年获德国伍兹堡大学博士学位。1981年-1987年任德国马普学会生物化学研究所教授。1987年至今,先后担任德国马普学会生物物理研究所教授、室主任、所长,并且是德国马普学会科学委员、美国国家科学院外籍院士(1996)、荷兰皇家科学院外籍院士。


人物简介

米歇尔教授长期从事光合作用重要蛋白质的研究,在光合反应中心、需氧呼吸以及细胞色素C氧化酶等方面取得了突出的成就。突破了膜蛋白结晶及其三维空间结构的分析,成功地获得了世界上第一个膜蛋白晶体—紫色光合细菌的光合作用反应中心的晶体,并以3埃的高精确度确定了该反应中心的三维结构。因此与他人共同获得1988年诺贝尔化学奖。此外,还确定了另一类紫色细菌的捕光色素蛋白复合物的结构,解释了含高电位和低电位铁原子簇的捕光色素蛋白复合物亚单位的排列顺序变化对该色素蛋白复合物作用功能的影响。

米歇尔教授对中国科学事业有特殊的感情,曾多次访问中国,进行学术交流,合作培养博士生,开展合作研究。主动提出与中科院植物所等研究所合作开展膜蛋白的结构与功能的研究。

2000年6月8日当选为中国科学院外籍院士。

生平自述

1948年7月18日哈特穆特·米歇尔 出生于联邦德国符腾堡州的路德维希堡。父亲叫卡尔·米歇尔,母亲叫弗丽达·米歇尔。哈特穆特·米歇尔 祖祖辈辈几代人都在路德维希堡生活,从事农业生产。家族中不论男女,都可以平均分配到世代传下来的土地。到了我祖父母那一辈儿,留下的土地已经不够我们生活。为了养家糊口,哈特穆特·米歇尔 父亲白天给一家工厂做工匠活,母亲则在家里给人做衣服。到了晚上和星期六,他们还要到田里种地。 

哈特穆特·米歇尔小时候喜欢在外面玩,经常不回家,整日在田间地头闲逛,我那时非常调皮,还是当地的孩子头,有时经常被看地的人和建筑工头追来追去。尽管如此,哈特穆特·米歇尔小学的学习成绩却非常突出,开始家里人本不打算让我继续读书,但在我母亲的据理力争下,我终于上了中学。 

米歇尔

11岁时,哈特穆特·米歇尔成了家乡那个流动图书馆的成员。从那以后,人们就很少在外面再看见我。不过尽管整天泡在图书馆,但哈特穆特·米歇尔每周也只读2到4本书,考古、人类文化、地理、动物学,什么书都看。不用说,大家也清楚,哈特穆特·米歇尔当时很少做家庭作业。上学时,哈特穆特·米歇尔 最喜欢的科目是历史、生物、化学和物理。当时那个物理老师教的非常好,我对物理这门学科的了解主要是在中学,而不是在大学。 

与此同时,哈特穆特·米歇尔对分子生物学也越来越感兴趣。

1969年,也就是我服完兵役的那一年,哈特穆特·米歇尔 申请到蒂宾根大学学习生物化学。蒂宾根大学当时是德国唯一一所从入学第一年便可以学习生物化学的高校。非常幸运,哈特穆特·米歇尔被录取了。学习生物化学非常辛苦,除了要听大量的生物学课程和讲座外,哈特穆特·米歇尔 还必须上差不多与学化学的学生同样多的课程和讲座。 资格较老的教授与学生的关系非常冷淡,在大学期间,哈特穆特·米歇尔只与生物化学系的正教授交谈过一次,那还是在期末考试。但是,如果在慕尼黑大学或马克斯-普兰克(Max-Planck)生物物理学院的生物化学实验室工作上一年,就有机会与教授进行交流,当然,如果继续在蒂宾根大学上实验课,或许根本不存在这种可能。我在1972年至1973年间得到了这样的一个机会,这时哈特穆特·米歇尔 认为,从事学术研究正是我追求的理想。 

1974年在蒂宾根大学考完试后,哈特穆特·米歇尔 在蒂宾根的迪特尔·奥斯蒂希特(Dieter Oesterhelt)实验室做实验,这也是生物化学课程的一部分。在与沃尔特·斯托克尼斯合作过程中,迪特尔·奥斯蒂希特在盐杆菌中发现了细菌视紫红质,哈特穆特·米歇尔 后来提出可以将细菌视紫红质当作彼得·米切尔化学渗透理论框架的质子泵。在写毕业论文的过程中,我描述了盐杆菌ATP酶(腺苷三磷酸酶)活动的特点。

1975年,哈特穆特·米歇尔 随同迪特尔·奥斯蒂希特一起去了维尔茨堡。在一篇论文中,哈特穆特·米歇尔 把二磷酸腺苷和三磷酸盐的细胞内水平与盐杆菌细胞膜的电化学质子梯度联系在了一起。

1977年6月获得博士学位后,为了研究胺基酸摄取,哈特穆特·米歇尔 试着将稀释后的细菌视紫红质与细菌囊融合在了一起。在储存到冷冻装置后,稀释后的细菌视紫红质就变成了像玻璃一样的固体混凝料。根据这次发现,哈特穆特·米歇尔 相信,应该有可能将细菌视紫红质一样的膜蛋白变成晶体,而在当时,这种理论被认为根本不可能。在奥斯蒂希特的帮助下,哈特穆特·米歇尔 开始进行实验,4周后,哈特穆特·米歇尔 们得到了一种新的两维细菌视紫红质膜晶体。虽然这不是我们所要的三维晶体,但这起码让我得到了前往英国医学研究理事会(MRC),与理查德·亨德森一同研究电子显微镜检验的机会。

1979年4月返回维尔茨堡后,他们发现了第一个真正的三维细菌视紫红质膜晶体。这次成功使我的信心倍增,我哈特穆特·米歇尔 也因此取消了进行博士后研究的计划,没有去美国加州德瓦安蒂市与苏苏姆·奥伊诺进行哺乳动物性差异方面的研究。相反,哈特穆特·米歇尔 又一同与奥斯蒂希特去了慕尼黑附近马丁斯里德的马克斯-普兰克(Max-Planck)生物物理学院。后来,奥斯蒂希特成了该学院一位系主任。在前往慕尼黑以前,我与伊诺娜·利格尔结了婚。她的理解和耐心对我以后的成功帮助非常大。 

前往马丁斯里德的积极方面在于,我们可以有机会与罗伯特·胡伯及其同事合作。胡伯在马克斯-普兰克(Max-Planck)生物物理学院创立了一个学系,进行X射线结晶蛋白结构分析。虽然我们的细菌视紫红质膜晶体被发现可以分散X射线,但由于太小太混乱,而无法进行结构分析。我们尽力去改善细菌视紫红质膜晶体的大小和质量。虽然所有的X射线检晶仪都可以分散可溶蛋白质晶体的光线,但我接近这种X射线设备的机会非常有限,不过这也可以理解。

1980年为了进行X射线实验,我在英国医学研究理事会(MRC)与理查德·亨德森呆了4个月的时间。但这一段时间对改善结晶化方法极为关键。在我返回德国后,奥斯蒂希特决定购买一台X射线发生器,为正在进行的细菌视紫红质研究工作提供了便利。这台X射线发生器就安装在罗伯特·胡伯的学系,这样,我们就可以经常使用这种设备,了解X射线检晶仪的技术。后来,我使用这台发生器进行反应中心的研究工作。

由于对细菌视紫红质的实验总不能成功,哈特穆特·米歇尔 决定试着去把其他几种膜蛋白(光合作用蛋白质)变成晶体。

1981年7月底在开发了一种新的隔离程序后,我终于从视紫红蛋白中获得了第一个光合作用反应中心晶体。一周后,我的女儿安德里亚也降生到这个世界。

1981年9月,我和沃尔夫拉姆·伯德用X射线发现了第一个反应中心晶体,而且品质极佳。因此,1981年是我一生中最快乐也是最成功的一年。 

迪特尔·奥斯蒂希特(Dieter Oesterhelt)立即同意反应中心应该是一项年轻人的工程。1982年2月,哈特穆特·米歇尔 开始X射线结构分析收集数据。在那年在4月或5月,哈特穆特·米歇尔 在罗伯特·胡伯(Robert Huber)的系举办了一次研讨会,正式提出合作事宜。 

在经过几次内部讨论后,胡伯同意乔安(汉斯)·戴森霍费尔(Johann Deisenhofer)——我选择的合作伙伴参加反应中心工程。在工作期间,汉斯和我成为最好朋友。

1982年8月,汉斯和在胡伯系的日本博士后同行Kunio Miki开始分析成堆的X射线胶片。哈特穆特·米歇尔 则继续实验工作,有时候胡伯也来帮一下忙,向我展示了一个有希望的衍生物的衍射图形态应该是个什么样子。 

哈特穆特·米歇尔 不仅要做X射线的工作,还要做整个的生物化学特征和序列确定的工作。乔安·戴森霍费尔对缩氨酸链进行了初步立足点跟踪后,在迪特尔·奥斯蒂希特的支持与帮助下由卡尔·维耶尔(Karl A. Weyer)、黑迪·格鲁恩伯格(Heidi Gruenberg)和我所做的序列确定成了我们把工作向前推进的一个瓶颈。在这个繁重的工作期间,哈特穆特·米歇尔 的儿子罗伯特·乔亚奇姆于1984年出生了。 

获得荣誉

哈特穆特·米歇尔成功的结果之一就是收到了很多邀请,哈特穆特·米歇尔接受了其中一个,成为西德美因河法兰克福的马克斯-普兰克(Max-Planck)生物物理学院一个独立系的系主任。自1987年10月我一直在那里工作。

由于哈特穆特·米歇尔成功地获得了世界上第一个膜蛋白晶体—紫色光合细菌的光合作用反应中心的晶体,并以3埃的高精确度确定了该反应中心的三维结构,所以获了许多奖。其中包括美国物理学会生物物理奖(与戴森霍费尔分享)、欧洲光生物学会奖章以及诺贝尔奖。

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