澳洲女性生物学家娜塔莉·施米特（顶尖生物学家之一的亚瑟）

顶尖生物学家之一的亚瑟·科恩伯格酶的情人

科恩伯格

酶是科恩伯格一生挚爱和追求的对象，他坚信酶在细胞功能中的核心作用。他发现了30多种酶，如马铃薯核苷酸焦磷酸酶、磷脂酸合成酶、多磷酸合成酶、DNA聚合酶等。其中，由于在1955年发现了DNA聚合酶，他与奥乔亚(发现RNA聚合酶)共享1959年的诺贝尔生理或医学奖。

获得诺贝尔奖

酶在我们生存的这个世界里，是一种无处不在的生物体，它们顽强，但却对存在的环境十分敏感。酶的本领极大，人类本身缺少酶几乎无法生存。酶可以为化学家服务，制造、合成很多极为特殊的物质如特殊的药品、食品等等。科恩伯格指出：“对我们的生命而言，自然界中找不到像酶那样重要的任何其他物质。”所以科恩伯格一生爱酶极深，研究了一生。而且这种对酶的痴迷带给科恩伯格生活中无限的乐趣，科恩伯格在实验的大肠杆菌提取液中含有的DNA聚合酶，在1957年就被他分离纯化，就是至今仍在全世界各个分子遗传学实验室里经常使用的“大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ”，又称“科恩伯格酶”，DNA聚合酶，又称DNA依赖的DNA聚合酶（DNA—dependent DNA polymerase，DNA pol），它是以亲代DNA为模板，催化底物dNTP分子聚合形成子代DNA的一类酶。

DNA结构

1918年3月3日，亚瑟·科恩伯格（Arthur Kornberg，1918-2007）生于美国纽约市布鲁克林，科恩伯格自幼聪慧过人，在读中学的时候，他就连跳两级，在考虑第三次越级时，他的兄长马丁顾虑到他社会行为能力的调适，而阻止了这次的行动。不过待亚瑟·科恩伯格进入林肯高中就读后，仍然比其他同学早一年完成学业，科恩伯格依靠奖学金进入了纽约市立学院，于1937年在纽约城市学院获理学学士学位。此后他又靠别的奖学金在罗彻斯特大学学医，1941年在罗切斯特大学获医学博士学位，1942年进入美国国立卫生研究院做从事研究工作，1947年，他组建了酶学研究室并任主任，1953~1959年，他应聘华盛顿大学医学院微生物学系任教授，1959年，他组建了斯坦福大学医学院生物化学系并任教授至今。他是英国皇家学会会员，同时也是美国国家科学院（United States National Academy of Sciences）和美国艺术与科学研究院（American Academy of Arts and Sciences）院士，半个多世纪以来，他一直活跃于生物化学研究领域，并于1965年当选为美国生物化学学会主席。

科恩伯格酶

他的研究成果对分子遗传学、基因克隆、基因测序、基因诊断以及基因组计划等现代遗传学的各个重大问题都起到了至关重要的作用。

DNA复制

科恩伯格在获得诺贝尔奖后没有止步不前。他清楚地知道，他在体外合成的DNA是没有活性的。那么，能不能在体外合成有活性的DNA分子呢？1967年，他以大肠杆菌φⅩ174噬菌体DNA为材料进行体外复制实验，φⅩ174的基因组是单链环状DNA，共5 386个核苷酸。细胞内的情况是：当φⅩ174感染大肠杆菌时，单链环状DNA进入细菌，很快就按碱基配对原则合成其互补链，构成双链环状的“复制形式DNA”。一般把噬菌体颗粒中的单链称为“ 链”，进入细菌后合成的互补链称为“-链”。在细菌内复制时，是以-链为模板，按“滚环” 方式合成许多个 链。这些 链与蛋白外壳构建成新的φⅩ174从细菌内释放出来。科恩伯格基本上仍用1956年所用的方法（但增加了连接酶，使新合成链的最后一个核苷酸的3′ 端羟基和最初第一个核苷酸的5′ 端磷酸基连接起来形成环状）,以φⅩ174 链DNA为模板，在体外合成-链，又以-链为模板，在体外合成 链。体外合成的φⅩ174 链DNA能感染大肠杆菌，在细菌内能复制，最后从细菌内释放出许多φⅩ174噬菌体颗粒，具有原来φⅩ174噬菌体的全部特性。由此，人类首次在试管内合成了具有生物学活性的DNA分子， 科恩伯格在DNA体外合成方面所取得的成就，其影响跨越时代极为深远。

分子生物学学习