王夔

文章来源:首都医科大学时间:2014-06-20 14:13:26

【人物简介】

王夔,男,1928年5月,汉族,无党派人士,天津市人。1949年毕业于燕京大学,获理学学士学位。1949-1952年先后为燕京大学和北京大学化学系研究生。1952年,分配到北京大学医预科任教。1953年起在北京医学院(现北京大学医学部)从事教学和科研工作。1991年当选为中国科学院化学部院士。现为北京大学药学院化学生物学系教授。

王夔是我国生物无机化学研究的先行者之一,是细胞无机化学开拓者之一。他的课题组在细胞层次上研究无机物的生物效应的化学基础,跟踪细胞应答过程中发生的化学事件,研究它们与病理和毒理过程的关系,从而阐明无机物干预生命过程的机制,研究无机药物。目前,王夔主持国家自然科学基金重点项目“稀土元素的生物化学反应和有关细胞化学过程的干预”的研究,目的在于阐明稀土生物效应的化学机制,解释稀土金属离子生物效应的两面性和非线性浓度依赖关系,为稀土农用和药用提供合理基础。此外,他还参加了国家863计划和北京市科技计划的创新药物和中药研究的ADMET研究平台建设,开展了考虑ADMET性质合理设计抗糖尿病无机药物的工作。王夔课题组在 “Coordination Chemistry Reviews”、“Biochemistry”、“Clinical Chemistry”、“Journal of Biological Inorganic Chemistry”、“Pharmaceutical Researches”、“Journal of Bioinorganic Chemistry”、“Journal of Cellular Biochemistry”、“Journal of Cellular Physiology”、“Chemo-Biological Interactions”和“科学通报”、“中国科学”等国内外有影响的杂志上发表多篇论文。

曾获国家教委科技进步奖二等奖两次,三等奖一次、教育部科技进步奖一等奖一次,北京市科技进步奖二等奖一次,中科院科技进步奖二等和三等奖各一次。2000年获何梁何利科学与技术进步奖。2006年获北京大学蔡元培奖。目前担任“化学进展”和“Frontiers of Chemistry in China”主编。

【本段科研成就】

王夔在20世纪50年代用配位化学理论和方法研究分析用有机试剂的结构与爷析功能间的关系。在20世纪60年代系统地研究了金属离子水解聚合反应的络合隐蔽。20世纪80年代以来转向生物无机化学研究,用配位化学理论和方法探索无机物的生物效应的化学基础。是我国生物无机化学领域的开拓者之一。

与生物无机化学主流思路不同,他的课题组致力于把生物无机化学从传统的分子层次的研究提升到细胞层次。为此,他们建立了一系列实验方法去跟踪在细胞对无机物做出的应答过程中的化学事件和化学反应。用这些方法,他们系统地研究了几种无机离子与细胞和细胞靶分子间相互作用的过程,测定过程中发生的事件,探索事件间的关系,阐明金属离子的生物效应的化学基础。他们从所得实验结果总结出细胞无机化学的一些基本概念和规律,为开拓这一新领域做出贡献。

他们证明金属物种跨细胞膜转运是多途径、多步骤的复杂过程。过程取决于金属物种分配,而物种的分配又决定于共存的配体和介质的条件。他们阐明了金属离子在质膜上的结合可能引起的三种后续变化:①引起膜分子构象改变、聚集态改变、分子间的交联以及脂双层的相转变,导致膜结构改变和通透性改变。②金属离子在膜上的作用引起细胞内远程影响。例如推动细胞信号系统。③证明了金属离子在促进或抑制活性氧物种的形成、转化以及对质膜抵御氧化能力等几种作用中表现的双向性,阐明其主要机理。发现某些金属离子影响血红蛋白载氧功能的双向性,并阐明了其作用机理,包括催化二磷酰甘油酸水解,引起蛋白链构象改变和可能发生的Ve2’被氧化成Fe3’。发现金属离子对于细胞骨架微丝和微管形成过程中的非线性行为的影响。证明细胞对金属离子的应答是多靶系统的、多途径的和多步骤的复杂过程以及细胞应答对浓度的依赖关系的非线性和双向性。他们还以不同金属离子与Ca2’,眦卜,和re3’/Fe2’的化学行为的相似与偏离来解释它们的生物效应,从而能够解释对不同金属离子的生物效应的共性和特性。

他们还把细胞无机化学概念和方法用于研究病理、药理和毒理过程:

(1)发现大骨节病的发生过程是外源性自由基源引起软骨细胞基因表达改变、细胞外基质异常和由此引起矿化异常的过程。

(2)研究胆色素结石形成过程,实验证明反应过程起于自由基引起胆红素氧化聚合、聚集,然后钙化,再经与黏蛋白缠绕二次聚集,随后脱水成石。

(3)研究顺铂及其类似物的抗癌作用和毒理作用的细胞化学过程,证明细胞内存在有DNA以外其他靶分子,根据对与膜、细胞骨架、胞浆分子相互作用的研究结果提出细胞整体应答过程的机理,解释配合物结构与活性及毒性的关系。

(4)研究稀土生物效应的细胞无机化学。发现:①稀土阳离子诱导细胞膜打洞,增加大分子的跨膜转运速率。利用它增加细胞膜的通透性可以提高胰岛素的经呼吸道摄入;②稀土具有类似磷脂酶C的作用,促使磷脂酰肌醇水解,由此启动细胞信号系统;③阐明自由基的产生、转化,低浓度稀土离子的抑制作用和高浓度促进的机理;④稀土抑制低密度脂蛋白氧化性聚集的作用机理;⑤稀土对于微管形成过程中的各个步骤的影响以及⑥稀土的跨细胞膜转运的多途径机理。上述研究为解决稀土农用安全性评仂[和使用方法的指定提供事实和理论依据。

(5)研究作为磷酸根类似物的钒和砷化合物与细胞的相互作用与钒化合物治疗糖尿病和砷化合物治疗白血病的疗效与毒性和结构及性质的关系。

王夔在过去近50年中,发表了200多篇论文;出版专著6种。他的研究组曾获教委(教育部)和科学院科技进步奖4次。

【代表性文章】

1.   Boyan Zhang, Shiwei Zhang, and Kui Wang, Synthesis, characterization and crystal structure of cyclic vanadate complexes with monosaccharide derivatives having a free adjacaent diol system,   J.Chem.Soc., Dalton Trans.,1996:3257-3263

2.   Kui Wang, Jingfen Lu, Rongchang Li,  The events that occur when cisplatin encounters cells,  Coordination Chemistry Reviews, 1996,151:53-88

3.   Juan Zou, Pei Yan Dou and Kui Wang,  Synthesis, antitumor activity and acute toxicity of diammine/diamino-cyclohexane platinum(II) complexes with oxygen-ligating leaving group,   Journal of Inorganic Biochemistry,1997,65:145-149

4.   Hui Hui Zeng, Zhen Hua Xu, Kui Wang,  FT-Raman studies on the transformation of G-actin to F-actin, the binding of cisplatin and transplatin to G-actin and the effects of the conformation of F-actin,   International Journal of Biological Macromolecules, 1997,20:107-113

5.   Yi Cheng, Maozi Liu, Rongchang Li, Chen Wang, Chunli Bai, Kui Wang,  Gadolinium induces domain and pore formation of  human erythrocyte membrane: an atomic force microscopic study,   Biochimica et Biophysica Acta, 1999,1421:249-260

6.   Yi Cheng, Huiying Yao, Huakuan Lin, Jingfen Lu, Rongchang Li, Kui Wang,  The events relating to lanthanide ions enhanced   permeability of human erythrocyte membrane: binding, conformational change, phase transition, perforation and ion transport Chemico-Biological Interactions, 1999,121:267-289

7.   ZHANG Tianlan and WANG Kui,  A kinetic model for the effects of vanadate on human erythrocyte membrane,  Science in China (Series B),1999,42(5):543-551

8.   Yi Cheng, Qihua Huo, Jingfen Lu, Rongchang Li, Kui Wang,  The transport kinetics of lanthanide species in a single erythrocyte probed by confocal laser scanning microscopy,    JBIC,1999,4:447-456

9.   Yi Cheng,Huakuan Lin, Deping Xue, Rongchang Li, Kui Wang,   Lanthanide ions induce hydrolysis of hemoglobin-bound 2,3-diphosphoglycerate(2,3-DPG), conformational changes of globin and bidirectional changes of 2,3-DPG-hemoglobin¢s oxygenaffinity,   Biochimica et Biophysica Acta, 2001,1535:200-216

10. Xiulian Du, Tianlan Zhang, Rongchang Li, Kui Wang,  Nature of cerium(III)-and lanthanum(III)-induced aggregation of human erythrocyte membrane proteins,   Journal of Inorganic Biochemistry, 2001,84:67-75

【科技名词情结】

王夔院士神定气闲、沉稳平和,是位敦厚、慈祥的长者。当谈及缘何涉足名词工作时,他沉思片刻后娓娓道来:“名词工作是化学界乃至科学界共同的基础性问题。当时我和名词委的王宝?同志联系比较多,常常一起讨论定名问题,所以自然而然就进到这个领域来。那时候工作全是自觉的,没有发表研究论文的压力,我们挺投入。当时没有计算机,收集整理名词比较困难,我们就手写制作卡片。好在那时名词比较少,不像现在名词爆炸性地增长。”

王夔院士奋起急书

王夔院士从事名词工作还另有原因。“我们对以前审定的个别名词有些看法,其实每一个关于名词的不同意见背后都是科学问题,很有讨论的必要,我们也愿意把精力花在这个上面,力求把问题解决得圆满一些。再有就是海峡两岸名词的对照交流问题。我们了解到台湾的化学名词后深有感触,那还是国立编译馆(1932年在大陆成立)编订的名词,其中有值得我们学习的地方,但也有不合适之处。于是我们就把台湾的老师找来进行对照和交流,后来就有了更加重要的两岸统一元素命名的问题。”

“在无机化学名词讨论中,张青莲、梁树权、戴安邦、申泮文几位老前辈是我们学习的榜样。他们积极参与而且特别负责,有时为一个名词争论好几年。如果意见始终不能一致,我们就要走‘中间路线’,设法找一个两头都能接受但又符合科学内涵的名词。”谈到老一辈无机化学名词工作者,王夔院士很是敬佩。

“科技交流要畅通,名词规范是关键”

王夔院士认为,名词规范工作很重要,因为科技交流要畅通,名词规范是关键。

分析当前名词提法、用法混乱的原因,王夔院士认为至少有两种情况:“其一,在化学学科里,多数名词都是外国人先命名,要把它变成中文名词,就得翻译,而翻译时大家比较随意,结果就造成不统一;其二,对于同一个新事物和新现象,不同的学派、不同的人可能在用不同的名字,对此,内行人也许知道,对外行来说就乱套了。”

王夔院士强调,审定名词要结合中文语言环境。“如果我们审定出的名词不符合汉语语言习惯,就很难流通开来。还有一个重要问题,就是法定SI单位的文字叙述问题。比如,我要说氢氧化钠的浓度,就必须说‘氢氧化钠的物质的量浓度’――如果译成英文,岂不成了笑话?我们经常举这种例子来说明制定名词不能不顾语言习惯。把词组搞好也很重要。现在常说的‘后什么什么的’(如后现代主义),英文把‘后’搁在前头,那么到底是‘基因组后时代’,还是‘后基因组时代’?”

“我总是在和名词打交道”

“有机试剂――金属离子水解沉淀的掩蔽――细胞生物无机化学,这三个名词能否勾勒出您的科研创新工作轨迹呢?”面对记者的提问,王院士笑答:“应该说第二个名词不必要,在20世纪70年代前,我研究的是配位化学在分析化学和生命科学里的应用,所做的有机试剂和分析掩蔽研究都是配位化学在分析化学中的应用。前苏联在这方面发展很快,我们是按照人家的精神做的,没有什么特殊之处,要说创新,顶多新化合物掩蔽在思想上有点新,但是掩蔽这个词是旧的。”

“细胞生物无机化学是研究金属离子与细胞相互作用中的化学事件与生物效应的关系。生物体内有许多无机物(比如钙离子、磷酸根)在生物体里有一定的生物功能,我们称其为必需的离子;那些外来的、不必需的东西(比如汞、铅)会对细胞造成或正面或负面的影响。它们之所以会表现出正、负影响,我认为其中有一个所谓的相似性和相异性的问题。通过这种分析,可否总结出一套东西用以反映这些必需与不必需、相同与不同,以及它们如何表现出有毒或有益?这就不得不提到统计学名词――聚类分析。你看,我总是在和名词打交道。”王夔院士幽默地说。

翻开《院士思维》一书,看到王夔院士写下的一段话:“在热点和冷点之间、主流与非主流之间,我宁愿选择后者;我知道这是众人所不为的,等于在广漠中踽踽独行。同行少,可借鉴的经验少,论文被引用少,被理解的少,或许终生无人喝彩。但是,相当多的创新工作,都是在甘于寂寞的心态下进行的。”笔者顿悟:虽然这段话指的是专业研究的创新工作,但名词规范工作又何尝不是如此?冷点、独行、无人喝彩……正是对科研和名词这种割不断的情结,才使许多像王夔院士这样的科学家几十年如一日地执著于科研,热心于科技名词工作。