毛毛虫和蝴蝶具有相同的基因组，为何却具有不同的功能和形态？

诺贝尔得主罗伯特•胡贝尔教授受聘南工大细说蛋白质结构功能

南京工业大学校长欧阳平凯院士颁发罗伯特•胡贝尔南工大荣誉教授聘书

王启兵／摄

“大家从PPT的图显中可以看出毛毛虫、蝴蝶具有相同的基因组，为何它们却具备不同的形态和功能？大家还可从蝙蝠的骨骼和人骨骼的基因组对比中可看出两者的进化关系……”1988年诺贝尔化学奖获得者罗伯特•胡贝尔教授17日受聘南京工业大学荣誉教授，并作“生命的组成单元——蛋白质结构进化的美学”主题报告。

“我是怎么从一个年轻学生成为一个晶体学家的呢？”胡贝尔教授与南工大师生分享了自己的治学和人生经验时，拉家常般亲切地说道，“因为我在爬山时发现了一块发光的石头，这激起了我的研究兴趣——什么导致其发光的？更为我进一步发现和验证物质内部结构的埋下了伏笔，就这样我一步步地进入了科学研究的殿堂……”PPT上的蛋白质结构色彩鲜艳、明丽无比，有的像翩然起舞的蝴喋，有的像螺旋上升的华柱，胡贝尔教授说蛋白质结构的进化过程中既展现了结构美还充分体现了其功能的美。1988年，胡贝尔教授因“细菌的光合作用中心之蛋白质复合体的三维空间结构”研究成果而为德国摘得诺贝尔化学奖桂冕。

“毛毛虫和蝴蝶虽然具有相同的基因组，但是其蛋白组的不同结构导致了两者最后形态和功能的不一样，也就是说蛋白质晶体结构决定事物的形态与功能。”胡贝尔教授通过这一实例及蝙蝠和人的骨骼基因组的进化等实例，阐释了蛋白质合成、折叠和降解对于生物体形态和功能的重要性。他还通过展示蛋白质晶体三维结构和意大利罗马建筑的相似性阐述晶体学在蛋白质组学中的重要作用，并且从进化的角度分析了蛋白质对人和蝙蝠、昆虫和鲸鱼结构差异的影响。

胡贝尔教授还对光合作用蛋白的结构进行了解析。他说，化学和生物学交叉的核心“光合作用”中，2/3以上都与蛋白质有关。比如以抗凝血药为例，了解其蛋白质晶体结构就能更有效地使其与病菌发生作用，达到抑制消灭病菌毒害的作用。以他为首的德国马普化学研究所曾成功地分离出G蛋白的完整晶体，G蛋白的数量在人本免疫蛋白中占80%，存在于血液和淋巴液中，可以保护身体不受细菌、病毒辣和有毒物质的侵害。因而，揭示G蛋白的结构对治疗过敏等免疫系统疾病和器官移植中的排异反应有重要意义。

编辑：沈大雷