酵素與蛋白質結構的發現- 年的諾貝爾化學獎。 - 輔仁大學生命 ...

研究核糖核酸酶分子的活性中心與化學結構。

與史坦因共同開發蛋白質分析儀，闡明核糖核酸分解酵素的胺基酸序列及其立體結構的關係；並開發利用 ... 酵素與蛋白質結構的發現   整理：施純如、黃信明     1.酵素的發現 2.蛋白質結構的發現 3.蛋白質相關研究之諾貝爾獎得主 4.參考資料         1.酵素的發現   1779年，法國的科學研究學會發表聲明：若是有人能解開葡萄汁變為葡萄酒的奧秘，學會願提供1公斤（約2.2磅）的黃金作為獎賞。

遺憾的是，這份獎金一直無人有幸領取。

  百年後，在法國葡萄酒工廠工作的生物學家巴斯德（Louis Pasteur），率領一批研究團隊探討這個問題，他們認為將葡萄中的糖類轉為酒精的過程，乃是由酵母菌的活體細胞所進行的；換句話說，要讓醱酵成功，一定要有活的生物，這並非單純的化學反應式。

另一方面，以Justus vonLiebig為首的化學家們認為，酒精醱酵過程和他們在試管做出來的有機反應式並沒有什麼不同，都可以自然發生，不一定需要活的酵母菌。

於是一場「生物學家」與「化學家」的戰爭悄悄展開。

  然而，在這場「戰爭」中出現了一個異數―布赫納（Eduard Buchner）。

布赫納既是在德國大學教授化學的「化學家」、亦是在其兄長（免疫學家）研究室工作的「生物學家」。

在巴斯德過世後的兩年，也就是西元1897年，布赫納製作了「酵母汁」―將磨碎的酵母菌細胞和穀類混合、過濾得到的汁液。

他原先是要將這些萃取液用於之後一連串的醫學實驗，為了保存它們避免腐壞，他嘗試加入糖―這個靈感來自於果醬的製作方法。

過了一段時間，這些混合物產生了氣體，連續幾天不斷冒出泡泡，布赫納分析後發現，這些泡泡是二氧化碳、剩下的汁液則是酒精，整個過程有如葡萄酒的醱酵，但這之中並沒有「活體」酵母菌，推翻了巴斯德的假設。

  布赫納認為醱酵反應是由某種化學物質（之後定義為「酵素」）推動生物反應，這物質即使離開製造它的生物體，仍能保持它的作用。

這個發現為近代生物化學的研究打開一扇大門，布赫納也因「非細胞酒精醱酵」的研究，榮獲1907年的諾貝爾化學獎。

  另一位研究植物色素的德國化學家威爾斯泰德（Richard Willstater），利用吸附色層分析法（adsorption chromatography）分離出carbohydrase等許多酵素，提出酵素由載體和活性基構成的學說，在1915年獲得諾貝爾化學獎。

然而以那個年代的實驗技術，並沒有辦法分析微量酵素的成份，威爾斯泰德也無從由那麼少量的酵素中，證明它的組成就是蛋白質。

  1926年，美國生化學家薩姆納（James BatchellerSumner）首次成功將尿素酶（urease）從熱帶植物的種子－刀豆（Jack bean）中結晶化分離出來，並確定它的成份是蛋白質；若以會讓蛋白質變性（denature）的方式處理酵素，酵素就會失去活性，但是薩姆納的實驗結果並未獲得威爾斯泰德的支持。

威爾斯泰德認為酵素結晶或許有部份是由蛋白質組成，而這是由於在製備過程遭到汙染的緣故。

又過了幾年，另一位美國學者諾斯洛普（John HowardNorthrop），發明製造丙酮（acetone）的醱酵法，成功將數種酵素結晶化，包括胃液酵素、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶原，並證實它們皆由蛋白質構成。

  1929年倫敦的哈登（A. Harden）爵士和斯德哥爾摩的奧依勒克爾平（H. K.A.S.vonEuler-Chelpin）對糖的發酵做研究。

哈登和他的同事楊恩（W. J.Young）於1906年指出，糖的發酵需要一種可透析的物質，稱作輔酶，該物質不會因為熱而破壞掉。

他們兩人證實，在所有的糖（葡萄糖）反應掉之前，發酵反應就已經停止了，但如果加入一些無機磷酸鹽，反應又會繼續進行，並且認為，己醣磷酸鹽（hexose phosphate）在發酵早期就已經形成；奧依勒克爾平在輔酶的結構上作了重要研究，這種輔酶就是Nicotinamide AdenineDinucleotide （NAD）。

由於奧依勒克爾平的發現是與邁爾拜克（K. Myrbak）聯名發表，而得獎人數限於三人，最後楊恩未能得獎。

    2.蛋白質結構的發現   構成生物體的各種分子中，蛋白質可說是最複雜的一種，同時也執行了大部份的功能，然而一直到第二次世界大戰末期（西元1945年），我們對於這關鍵分子的結構，仍處於一知半解的情況。

之後短短15年間，科學上有了許多重大的突破，運用各種實驗技術所得到的研究成果，使我們對於分子層級上的生命奧秘，有了更進一步的認知。

  確定分子立體結構的方法不只一種，最常見的是X光結晶繞射。

X光繞射由馮勞厄（M. vonLaue）於1912年發現，他因此而獲得1914年的諾貝爾物理獎。

利用X光繞射確定晶體結構的是亨利布拉格（W. H.Bragg）爵士及他的兒子勞倫斯布拉格（L. W.Bragg）爵士，他們共同獲得1915年的諾貝爾物理獎。

在分析生物體大分子時必須有專門的分離方法，其中一種方法是屋普薩拉的斯韋德貝格（T. Svedberg）所發明的超高速離心法，幾年後，他因研究分散系統而獲得1926年的諾貝爾化學獎。

他的學生蒂賽利烏斯（A. W.K.Tiselius）研究電場中的蛋白質移動，利用這種稱為「電泳」的方法發現血清蛋白的特性，此外，他還改進了吸附分析法，因為上述幾項的成就，蒂賽利烏斯榮獲1948年的諾貝爾獎。

1952年，倫敦的馬丁（A. J.P.Martein）和蘇格蘭的辛格（R. L.M.Synge）因發明了「分配色層分析法」共同獲得諾貝爾獎，這種方法後來成為許多因生化研究獲獎者的主要研究工具。

  斯坦利在1930年代就開始著手病毒蛋白的純化研究，但直到1945年才得到病毒結晶，這讓病毒是蛋白質與核酸錯合物的說法成為可能。

1946年，斯坦利和先前提過的薩姆納（J. B.Sumner，發現酵素能夠結晶）以及諾斯洛普（J. H.Northrop，證明酵素由蛋白質構成）共同獲得1946年的諾貝爾化學獎。

以上三位科學家的研究，為20世紀下半葉發表的大量生物高分子新晶體結構提供了基礎。

  諾貝爾獎中有許多頒給了確定生物大分子（蛋白質和核酸）結構的科學家。

科學家們在1940年代中期，已經知道蛋白質是由許多小分子構成，這些小分子稱為「胺基酸」，彼此連接在一起形成鏈狀結構，這鏈狀結構稱為「多肽鏈（polypeptides）」。

在這個時期，還不知道多肽鏈中的胺基酸排列順序，究竟扮演了多麼重要的角色。

桑格（Frederick Sanger），一名英國劍橋大學的學者，發揮其在蛋白質化學方面的專長，著手進行胰島素胺基酸序列的分析。

以胰島素為研究對象，不僅是因為它能從豬的胰臟分離、是市面上用來治療糖尿病的產品，在量的取得方面難度較低，更因為它的組成和其它多數蛋白質比較起來，顯得單純許多（桑格的最後結果顯示，胰島素由51個胺基酸組成）。

  在桑格研究的時期，同一時間只能分析5個胺基酸長度的序列，他使用的方法，即是將每次得到的結果拼湊起來，獲得最後的完整序列。

假設全部的胺基酸是這樣：   TCEJBUSETIROVAFYMSYGOLOIB   用化學方法將其鍵結打斷，得到重覆的片段：   TCEJB       JBUSE              SETIR                   TIROV                         OVAFY ------------------------------------- TCEJBUSETIROVAFY   ß 得到的結果     從開始到結束，桑格和他的研究同仁花了近10年的時間。

他們也發現其它蛋白質的組成和胰島素皆不同，桑格的研究奠定了「蛋白質之所以有不同功能，和它組成的胺基酸序列有很大的關連性」這個道理。

桑格想出能訂定鏈狀蛋白質分子末端的方法-二硝基苯法（DNP法，dinitrophenyl method），對於蛋白質結構的研究具有卓越的貢獻，因此獲頒1958年的諾貝爾化學獎。

  當桑格在英國研究胺基酸序列的同時，美國加州的鮑林（Linus CarlPauling）則在進行多肽鏈中胺基酸的三度空間立體結構，探討胺基酸如何維持穩定的狀態。

在他造訪英國的某一天，因為罹患重感冒而獨自留在房間裡，拿著鉛筆在紙上畫著胺基酸鏈的原子和化學鍵，以各種角度折疊紙張，發現當多肽鏈以類似螺旋梯的結構排列，能提供分子最大的穩定性，鮑林稱這種構造為「alpha-helix」。

此外，鮑林根據X光繞射、電子繞射，闡明原子與分子鍵的結構，將化學鍵體系化，這些成就使他得到了1954年的諾貝爾化學獎。

  在英國的劍橋大學，另一批人致力於定出整個蛋白質分子的形狀。

裴路茲（Max FerdinandPerutz）和肯德魯（John CowderyKendrew）選擇肌紅蛋白（myoglobin，脊椎動物肌肉中負責氧氣運送與貯存的蛋白質，由一條肽鏈組成）為對象，以X光晶體繞射的技術研究它的形狀，發現它的多肽鏈本身會折疊成不規則狀，證明了蛋白質除了彼此序列不同，它們的三度空間形狀亦會為了符合其功能而不同；以肌紅蛋白為例，它的折疊就是為了能和氧充份結合。

兩人的球狀蛋白結構研究成果，使他們共同獲得1962年的諾貝爾化學獎。

  諾貝爾化學獎的歷史中有好幾個獎項都頒給了光合作用和呼吸作用的研究領域，因為這是生命體新陳代謝的兩大主要過程。

柏克萊的卡爾文（M. Calvin）因闡述植物吸收二氧化碳的過程，而獲得1961年的諾貝爾化學獎。

在碳14的幫助下，卡爾文指出二氧化碳是在一個有好幾種酶參與的循環反應過程中被吸收的。

  法裔阿根廷籍的黎奧爾（L. F.Leloir）發現「糖苷和它們在碳水化合物的生物合成中扮演的角色」而獲得1970年的諾貝爾獎，他解釋了肝糖的生物合成過程，它是動物和許多微生物儲存糖的主要形式。

兩年後，NIH的安分森（C. B.Anfinsen）與洛克斐勒大學的兩名科學家－穆爾（S. Moore）及史丹（W. H.Stein）因在蛋白質化學方面的重要研究分別獲得一半的諾貝爾獎。

安分森用核糖核酸酶顯示，胺基酸序列決定了一個有特定立體結構的蛋白質所攜帶的訊息，這個發現是研究蛋白質折疊機制的開端，為當前生化主要研究領域之一。

穆爾和史丹確定了核糖核酸酶的胺基酸序列，但他們獲獎是因為發現了酶活化中心功能團的異常特性，這正是蛋白質折疊所導致的。

  英國格林（Glynn）研究室的密契爾因其化學滲透理論獲得1978年的諾貝爾獎，根據該理論，光合作用和呼吸作用過程中，被隔膜包住的酶複合體中，電子橫跨膜與質子結合，進而產生電化學梯度，促使三磷酸腺苷（ATP，adenosine triphosphate）合成，而ATP是所有細胞的能量儲存分子。

加洲大學的博耶（P. D.Boyer）和劍橋MRC實驗室的沃克（J. Walker）因解釋ATP合成機制而獲得1997年諾貝爾獎的一半；丹麥阿霍斯（Arahus）的斯寇（J. Skou）由於第一個發現了離子轉移酵素，獲得該獎的另一半。

沃克確定了ATP合成酶晶體結構，該結構證實博耶早期根據同位素研究提出的合成機制。

  劍橋的克魯格（A. Klug）爵士因發明結晶電子顯微鏡而獲得1982年的諾貝爾化學獎，克魯格運用這種技術研究了大核酸蛋白質複合物的結構，如病毒及染色質。

許多最重要的生命過程都是由與生物膜相關的蛋白質完成的，比如能量新陳代謝的兩個關鍵步驟－呼吸作用及光合作用。

科學家們都嘗試製備出隔膜蛋白質晶體以研究其結構，然而都以失敗告終。

1982年，蒲朗克研究所（Max PlacnkInstitute）的米歇爾（H. Michel）經過一系列的艱苦實驗，終於得到了光合作用反應中心的結晶。

後來，他與戴森何佛（J. Deisenhofer）及修伯（R. Huber）合作，共同確定了這種蛋白質化合物的立體結構，於1985年發表成果，三人共同獲得1988年諾貝爾化學獎。

  其後，米歇爾確定了呼吸作用中末端酵素的晶體結構，他得到的兩種結構有助於研究電子轉移及其質子幫浦的偶合，這是化學滲透機制的主要特徵，密契爾（P. Mitchell）以此理論獲得1978年諾貝爾化學獎。

1997年，博耶（P. D.Boyer）與沃克（J. E.Walker）因研究與質子幫浦機制相關的ATP合成酶之功能及結構，共同獲得了該年的諾貝爾化學獎的一半。

  3.蛋白質相關研究之諾貝爾獎得主 年代 獎別 得 獎 者 國別 卓 越 貢 獻     1901 物理 WilhelmConradRontgen 德國 在放電管放射陰極射線的研究中，發現未知放射線，可穿透不透明的物質，因為是未知物，故命名為X光。

    侖琴     1907 化學 EduardBuchner 德國 研究化學、生物學，並發現非細胞醱酵。

曾在拜耳門下擔任助理，在納吉里門下學植物學；聽從身為衛生、免疫學家的哥哥建議，研究醱酵，發現非細胞酒精醱酵。

    布赫納     1914 物理 MaxvonLaue 德國 確認X光究竟是粒子還是波動，提出原子規則排列之結晶所引起的干涉理論，得到X光繞射圖案。

X光結晶學是最常使用來確定分子立體結構的方法。

    勞厄     1915 物理 WiiliamHenryBragg 英國 利用X光進行結晶構造研究，設計X光分光器，建立利用X光分析結晶的基礎。

    亨利布拉格     物理 WilliamLawrenceBragg 英國 導出布拉格條件，進行高分子蛋白的X光分析。

    勞倫斯布拉格     1923 化學 F.Pregl         普列格爾 奧地利 發展了有機微量分析法，改進當時對有機物作定量元素分析的方法，只要很少的量即可作分析，節省了時間、人力和金錢。

    1926 化學 TheSvedberg 瑞典 進行分散系統(disperse system)相關研究。

推動膠體基礎研究，利用油輪機(oil turbine)的初期超離心機，成功定出血藍蛋白(hemocyanin)等蛋白質的分子量。

根據離心力的沈降速度，單位S就是以其姓命名。

    史維德柏里       1929 化學 ArthurHarden 英國 研究醣類醱酵及醣類醱酵相關酵素。

在倫敦大學李斯特(Lister)預防醫學研究所研究醱酵，與楊格共同闡明酒精醱酵上需要用到輔酶、磷酸。

    哈登     化學 HansKarlAugustSimon vonEuler-Chelpin 瑞典 研究醣類醱酵及醣類醱酵相關酵素。

將哈登等人發明的酵素命名為輔酶(coenzyme)，闡明它是菸鹼醯胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adeninedinucleotide)。

    奧勒-謝勒賓     1936 化學 PetrusJosephus WilhelmusDebye          德拜 荷蘭 研究繞射圖形不明顯的氣體，利用X光分析電子繞射及測量偶極矩得到結構訊息，偶極矩存在於正負電荷分布不均的分子中，也就是所謂的極性分子。

    1937 物理 ClintonJoseph Davisson                   戴維孫 美國 證實電子的波動性，發現結晶引起的電子束繞射現象，並顯示了量子論的正當性。

        物理 GeorgePaget Thomson                  湯姆孫 英國 指出利用核分裂現象製作原子彈的可能性，並發現結晶引起的電子束繞射現象。

        1946 化學 JamesBatcheller Sumner                     薩姆納 美國 發現酵素可以結晶化。

成功自刀豆萃取出尿素酶(urease)，將該酵素結晶化；這是首度被結晶化的酵素，他證明了酵素的本質是蛋白質。

        化學 JohnHoward Northrop                 諾斯洛普 美國 精製酵素與病毒蛋白質。

發明製造丙酮(acetone)的醱酵法；成功將胃液酵素、胰蛋白酶、胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶原結晶化，闡明蛋白質的性質。

        化學 WendellMeredith Stanley                     斯坦萊 美國 精製酵素與病毒蛋白質。

利用鹽析操作，成功將菸草鑲嵌病的病原體-菸草鑲嵌病毒(TMV)，以結晶性核蛋白的形式分離出來。

                        1948 化學 ArneWilhelmKaurin Tiselius狄塞林 瑞典 研究電泳、吸附分析，特別是發現了血清蛋白質的複合性。

利用狄塞林電泳裝置，將血清蛋白質分成白蛋白及α、β、γ球蛋白4種；後來開發出濾紙電泳法、隔間法等，利用這些方法分析胺基酸、蛋白質。

    1952 化學 ArcherJohnPorter Martin 馬丁 英國 開發分配層析術(partition chromatography)，利用這種方法可比以前更有效地分離各種胺基酸；還利用相同原理，以濾紙取代矽凝膠(silica gel)、澱粉，開發出紙層析術(paper chromatography)。

    化學 RichardLaurence MillingtonSynge            辛格 英國 開發分配層析術。

與馬丁共同開發出紙層析術，利用紙層析術闡明短桿菌素(gramicidin)這種蛋白質的分子結構，對諾貝爾獎得主桑格的蛋白質研究也做出貢獻。

    物理 FelixBloch     布洛赫 美國 利用核磁共振法測定原子核的磁矩。

利用迴旋加速器成功地詳細測定出中子的磁矩，此外，他並以量子論解開金屬的導電機制。

    物理 EdwardMills Purcell          普賽爾 美國 利用核磁共振法測定原子核的磁矩。

他和陶萊(Torrey)、龐德(Pound)一起，確立了利用核磁共振測定液體和固體中原子核磁矩的方法；此外，他發現在宇宙中氫原子放射之微波，對電波天文學亦有貢獻。

      1954 化學 LinusCarl Pauling          鮑林 美國 研究化學鍵的本性及複雜分子的結構。

根據X光繞射、電子繞射，闡明原子、分子鍵結構；並根據量子力學上的共振，以理論將化學鍵體系化；主張以科學探求和平之路，後來也榮獲諾貝爾和平獎。

                    1958 化學 Frederick Sanger          桑格 英國 研究蛋白質的結構，特別是胰島素。

想出定鏈狀蛋白質分子末端的方法-二硝基苯法(DNP, dinitrophenylmethod)，成功定出胰島素的結構，打開了定蛋白結構之路。

    1961 化學 M.Calvin      卡爾文 英國 闡述植物吸收二氧化碳的過程。

在碳14的幫助下，卡爾文指出二氧化碳是在一個有好幾種酶參與的循環反應過程中被吸收的。

    1962 化學 MaxFerdinand Perutz           裴路茲 英國 研究球狀蛋白的結構。

利用X光分析，研究血紅素(hemoglobin)、肌紅蛋白(myoglobin)等球狀蛋白(9 globularprotein)的結構；利用三維分析，提出血紅素的分子模型。

    化學 JohnCowderykendrew         肯德魯 英國 研究球狀蛋白的結構。

利用X光分析，提出肌紅蛋白的三維分子模型。

    1964 化學 DorothyCrowfoot Hodgkin         霍治京 英國 研究生化上的化合物結構，利用X光繞射實驗，成功分析盤尼西林及維他命B12等生物物質的分子結構。

    1970 化學 L.F.Leloir     黎奧爾 法國 發現「糖苷和它們在碳水化合物的生物合成中扮演的角色」，解釋了肝糖的生物合成過程，它是動物和許多微生物儲存糖的主要形式。

      1972 化學 ChristianB. Anfinsen       安芬生 美國 定出核糖核酸酶分子的胺基酸序列。

研究牛胰臟核糖核酸酶(RNase, ribonulease)的初級結構，發現蛋白質的立體結構取決於它的初級結構。

    化學 Stanford Moore             美國 研究核糖核酸酶分子的活性中心與化學結構。

與史坦因共同開發蛋白質分析儀，闡明核糖核酸分解酵素的胺基酸序列及其立體結構的關係；並開發利用離子交換管柱(ion-exchange column)分析胺基酸組成的方法。

  穆爾   化學 WilliamH.Stein 美國 研究核糖核酸酶分子的活性中心與化學結構。

與洛克菲勒研究所的同事穆爾，共同開發蛋白質分析儀，定出牛胰臟核糖核酸酶分子的胺基酸序列，闡明它的化學組成與活性機制。

  史坦因     1976 化學 WilliamN.Lipscomb 美國 成功合成許多新的硼烷（Borane），利用X光繞射法定出碳硼烷（carborane）的結構。

因「研究硼烷結構，照亮了化學鍵的研究之路」而獲獎。

    李普斯康     1978 化學 HartmutMichel           密契爾 英國 化學滲透理論。

根據該理論，光合作用和呼吸作用過程中，被隔膜包住的酶複合體中，電子橫跨膜與質子結合，進而產生電化學梯度，促使三磷酸腺苷（ATP，adenosine triphosphate）合成，而ATP是所有細胞的能量儲存分子。

                1980 化學 P.Berg         柏格  美國 研究重組DNA（一個分子同時含有不同物種的部份DNA）。

柏格的研究成果為基因工程打下了基礎，基因工程後來發展為龐大的生物技術工業。

  化學 W.Gilbert     吉伯特 美國 發明了確定核酸鹼基序列的方法。

鹼基順序的確定是DNA重組技術中關鍵的一步。

    F.Sanger      桑格 英國   1982 化學 AaronKlug 英國 開發結晶學上的電子光譜學，發明結晶電子顯微鏡，並闡明核酸-蛋白質錯合物的立體結構。

利用X光繞射與電子顯微鏡，闡明蛋白質、核酸的微結構(microstructure)；並利用電子顯微鏡開發立體結構分析法，闡明煙草鑲嵌病毒的三維結構。

  克魯格   1984 化學 RobertBruceMerrifield 美國 開發利用固相反應合成“肽”的方法。

開發合成蛋白質及其基本構成物質的「固相(solid phase)法」，這是容易生成“肽”的方法；並將120個以上的胺基酸連接在一起，成功合成牛胰臟的核糖核酸酶。

  梅里斐德   1985 化學 J.Karle         卡爾 美國 開發直接決定物質晶體結構的方法-「卡爾-郝普特曼法」，又稱為「直接法」，確立了「讓欲調查的物質照射X光後分析繞射影像，利用統計處理繞射強度，得到三維影像」的方法。

因為他們直接從收集到的繞射數據得到結構，此方法在確認大部份天然產物的結構時是不可或缺的。

  HerbertA. Hauptman       郝普特曼         1988 化學 JohannDeisenhofer 德國 定出光合反應中心的三維結構。

將擔負光合作用中心任務的一種膜蛋白質分離出來後，利用X光分析這種膜蛋白質的晶體，闡明了光合作用的機制，也闡明與膜蛋白質有關的神經傳導機制，對瞭解生物功能做出重大貢獻。

  戴森何佛   化學 RobertHuber  胡柏 德國 定出光合反應中心的三維結構。

利用X光分析，闡明光合作用的機制；也闡明傳遞電子的光合色素(photosynthetic pigment)彼此配置情形、光合色素周圍的蛋白質亞單位之結構等。

    化學 HartmutMichel 德國 定出光合反應中心的三維結構。

成功自光合細菌抽出光合作用中一種重要的膜蛋白質，並將它結晶化，對闡明其結構做出貢獻，這不僅是瞭解光合作用內部機制的線索，也是瞭解許多生物功能的線索。

  密契爾   1989 生化 S.Altman      奧爾特曼 美國 發現了RNA的催化特性。

DNA→RNA→酶，根據該項研究發現，不僅是酶，RNA也具有催化的特性，這令人們對於生命的起源又有了新看法。

  生化 T.R.Cech     切克 美國   1993 生化 KaryB.Mullis穆理斯 美國 發明了PCR技術（聚合酶連鎖反應），這讓複製複雜基因物質中的某個DNA片斷百萬次成為可能。

  生化 MechaelSmith史密斯 美國 為定點突變技術奠定了基礎，用這項技術就可以改變蛋白質中的某一個胺基酸，進而看出它的功能。

  1994 物理 BertramN.Brockhouse 加拿大 確立了中子散射法，對高密度物質的解析帶來幫助。

布羅克霍斯 物理 CliffordG.Shull 美國 開發利用中子調查原子構造的方法，可將中子束直接對原子核作用而產生散射。

舒爾 1997 化學 PaulD.Boyer 美國 闡明生物體內的能源-三磷酸腺苷的合成機制。

以理論提倡「肌肉、酵母菌中的三磷酸腺苷(ATP)由二磷酸腺苷 (ADP)和無機磷酸合成時，合成酶(synthase)的一部份會轉動(rotation)而發生作用」的機制。

布瓦耶 化學 JohnE.Walker 英國 闡明生物體內的能源-三磷酸腺苷的合成機制。

與布瓦耶共同以理論闡明ATP的合成機制，生物發光、肌肉運動需要能量，ATP就是職司能量供給、運輸等作用的重要物質。

華克爾 化學 JensC.Skou 丹麥 發現調控細胞離子濃度的酵素。

發現調控生物細胞內離子濃度的酵素「三磷酸腺苷酶」(ATPase)，並闡明它的機制，即闡明「三磷酸腺苷酶分解ATP，釋出維持細胞所需能量」的機制。

史寇 2002 化學 JohnB.Fenn 美國 1984年芬恩首度提出電灑游離質譜法，後來加以改良，解釋大分子會帶多價電荷的現象，有效游離巨大的生化分子，使電灑游離質譜法能應用於蛋白質體學研究。

芬恩 化學 KoichiTanaka 日本 成功使用雷射技術於生化大分子，其對於基質輔助雷射脫附質譜法的研究與發現，使蛋白質質量的測量更精確。

田中耕一 化學 KurtWuhrich 瑞士 對於nuclear magneticresonance(NMR) 的貢獻良多，使生物巨分子的研究推展更順利，尤其是蛋白質三度空間立體結構的確立。

  4.參考資料   1.新加坡世界科技出版社 編譯, A.W.Levinovirz著. 2002.百年榮耀. 2.GilBrum, LarryMcKaneandGerryKarp Biology:ExploringLife.1994.2nd ed.   JohnWiley&Sons,Inc.