缅怀丨诺奖得主Günter Blobel提出“信号肽假说”, 开拓了细胞生物学

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来源：BioArt

据洛克菲勒大学新闻网、《纽约时报》报道，1999年诺贝尔生理或医学奖得主、洛克菲勒大学教授、HHMI研究员Günter Blobel于2018年2月18日在曼哈顿去世，享年81岁。

Günter Blobel（1936年05月21——2018年02月18日）。图片来自洛克菲勒大学官网

为表彰Günter Blobel在“细胞内蛋白质输运的信号理论和分子机理”方面做出的杰出贡献，1999年10月诺贝尔奖评选委员会将1999年度的诺贝尔生理学或医学奖授予了他。

Günter Blobel 1936年5月21日出生于纳粹德国期间西里西亚的Waltersdorf，二战后成为东德难民。Blobel 1960年在图宾根大学获得医学学士学位，1967年在美国威斯康星大学麦迪逊分校获得肿瘤学博士学位。获得博士学位后，Blobel就来到洛克菲勒大学以博后身份进入George Palade（与Albert Claude和Christian de Duve共同获得1974年诺贝尔生理学或医学奖，是细胞生物学最重要奠基人之一，发现并定义了线粒体、核糖体。Albert Claude发明梯度离心法分离细胞器，Christian de Duve发现了溶酶体）实验室，两年的博后生涯之后，Blobel成为洛克菲勒大学正式的独立研究人员（PI），也就是说Blobel在洛克菲勒大学工作了50余载直到去世。

George Palade在细胞器方面曾做出过奠基性的重要工作，Blobel的研究是建立在其导师Palade实验室工作的基础之上的，加入Palade实验室后主要关注的科学问题是：一个新合成的蛋白质分子的最终去向是由什么机制决定的？也就是说蛋白质合成后是如何正确定位。

据诺贝尔官网相关资料介绍，Blobel于1971年首次提出“信号肽假说”（“signal hypothesis”）。他提出，分泌到细胞外的蛋白质自身具有信号控制其穿过膜。随后，在大量的生化实验基础上，Blobel在1975年详细地描述蛋白质转运过程中的步骤：蛋白质在核糖体上进行合成，信号肽是蛋白质的一个片段，信号肽引导核糖体并定位于内质网上，从而是核糖体附着于内质网并将不断延伸的蛋白质链穿过膜通道，随后信号肽被切合（下图）。上述工作于1975年12月1日分为两篇论文同时发表在 The Journal of cell biology杂志上【1,2】。

“信号肽假说”。图片来自诺贝尔官网

1975年发表在 The Journal of cell biology杂志的相关论文截图

在随后的20年中，Blobel与合作者对上述过程进行了一步一步的细致研究，最终证实了“信号肽假说”不仅正确，而且在不同的生物中具有普遍性。此后，Blobel等还证明类似的信号可以将蛋白质定位到其它细胞器，例如线粒体和叶绿体等。

1980年，Blobel单独署名在PNAS杂志发表题为“Intracellular protein topogenesis”的文章，提出了将蛋白质分拣导向至特定细胞的普遍原理【3】。

Blobel等人的研究还使人们了解一些遗传疾病的发病分子机理。比较具有代表性的例子是，原发性尿草酸盐过多症（primary hyperoxaluria）和家族性高胆固醇血症患者正是由于缺失蛋白转运信号使得蛋白质未能转运至正确位置所致。

Blobel去世后，洛克菲勒大学校长Richard P. Lifton称“Günter是科学界的一位巨人，他对我们理解地球上生命的最基本过程做出了重要贡献。他的工作对细胞生物学来说是革命性的，证明了一些看似不可逾越却又可以从分子层面阐明的问题。他的陨落将深深地感染着洛克菲勒大学和整个科学界。”

2017年诺贝尔生理或医学奖获得者Michael Young表示“一代又一代的科学家建立在他系列开创性成果之上，相关研究对于理解多种人类遗传疾病以及蛋白质的工业化生产产生了深远的影响。”

最后，让我们永远怀念这位对人类文明做出巨大贡献的德国科学家——Günter Blobel。

参考文献：

1、Blobel, G., & Dobberstein, B. (1975). Transfer of proteins across membranes. I. Presence of proteolytically processed and unprocessed nascent immunoglobulin light chains on membrane-bound ribosomes of murine myeloma. The Journal of cell biology, 67(3), 835-851.

2、Blobel, G., & Dobberstein, B. (1975). Transfer of proteins across membranes. II. Reconstitution of functional rough microsomes from heterologous components. The Journal of cell biology, 67(3), 852-862.

3、Blobel, G. (1980). Intracellular protein topogenesis. Proceedings of the National Academy of Sciences, 77(3), 1496-1500.