西里尔博士艾波比,植物生物学家

Dr Cyril Applyby植物生物学家

西里尔安格斯艾波比在维克多港,南澳大利亚州的海滨乡村小镇出生于1928年。在维克多港高中完成学业了之后,艾波比在阿德莱德高中获得了州政府奖学金在1945年的研究和报考留下的荣誉证书。在1946年,他被授予英联邦政府奖学金这使他在阿德莱德大学学习科学。

艾波比继续获得来自阿德莱德大学生物化学理学士1950年短暂担任生物化学示威者和医疗实验室技术员,艾波比在博士在生物化学,在墨尔本进行了题为论文的大学新闻系后获得:“细胞色素联脱氢酶酵母系统和高等植物”。他的博士研究成果包括一个复杂的细胞色素的首次结晶。 1956年艾波成为在CSIRO植物产业分工的生物化学部分,堪培拉的研究科学家。在那里,他研究了结构,遗传起源和生物学功能植物王国和微生物血红蛋白和细胞色素,特别是豆科植物内和非豆科植物的固氮共生。他的开山之作证明,血红蛋白是存在于整个植物界和植物和动物的血红蛋白有一个共同的遗传起源。

而在CSIRO艾波促进了与海外实验室的几个国际伙伴关系。在1959年,他前往波士顿的布兰代斯大学的洛克菲勒基金会研究员。在1971年并多次后,他曾在生理学和生物物理学在医学,纽约爱因斯坦医学院的部门。其他国际实验室访问包括有机化学在科学,索非亚(1978年和1988年)保加利亚科学院的研究所;医学研究和化学在阿尔伯塔大学(1983年)的部门阿尔伯塔传统基金会;国王学院,伦敦大学和学院,加的夫(1983);斯克里普斯提起分子生物学(1984和1986)的;康奈尔大学(1984和1986)的生物化学系;嘉士伯实验室,哥本哈根(1987);技术(e.t.h.)瑞士联邦理工学院,苏黎世(1989)。

艾波比被授予了澳大利亚人生化社会LKB勋章于1979年,他从CSIRO的首席研究科学家退休了1988年11月之后,他继续担任名誉CSIRO的研究员。


由吉姆博士孔雀在2011年接受采访。

内容


早期开始 - 在海边布道

我的名字是吉姆·孔雀。有人问我,由该学院采访到其杰出的研究员之一,西里尔博士艾波比,对他的研究生涯和我很高兴能在这里做到这一点。
早上好,西里尔。你已经知道了世界上大多数国家为“先生leghaemoglobin”但是,在你的职业生涯的后期围绕你的科学生活,你变得更加著名的被称为“先生植物王国haemoglobin'和我很荣幸知道你在这两个时间。

我想直接回到你开始问你在哪里,你长大了,什么情况是,吸引你进入研究一些问题。

我出生在南澳大利亚维克多港的海滨乡村小镇在1928年我的父亲是木匠。这是该镇有多大,;一个木匠很多。我的母亲经过四个撒娇的孩子,而我是一个合理的例子看。她也是一个宏伟的女高音,大公理会教堂唱诗班的负责人,以及在市政厅音乐会主唱。这让我感到非常自豪。我的父亲,除了是木匠,也是一个不顺从业余的传道者。有教区之内,并在星期天早晨小教堂,如果没有部长可用,他会得到他的大自行车,骑出这样的小教堂,并提供原教旨主义的说教。 “原教旨主义的说教”是位要记住。

我应该在这里提供一些背景,我的遗产。我的父亲伟大的祖母来自奥克尼群岛和结婚在阿德莱德的英语外来务工。他们的结婚证已被十字签字,所以没有银尾背景有建议;也不是,的确,有有一直为威尔金斯的家人。我母亲的曾祖父哈利威尔金斯出生于南澳殖民地1月1日1837年欧洲第一个孩子,已经宣告了殖民地总督海因德马什前一周持平。 Harry自己最小的儿子是队长先生乔治·休伯特·威尔金斯,谁当过第一次世界大战的官方摄影师。他曾两次被授予英勇的军事十字架。战争结束后,他曾在北极开飞机的第一人,他也一直是第一人去尝试,失败,冰下才能到北极与翻新第一次世界大战潜艇。他还娶了一名演员。所以想象一下这是什么样的人是为我从我相当阴沉,不循规蹈矩的宗教背景看。

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从焚烧树叶接收的洞察力

当你成长起来,并通过学校去,在那里特定事件或真正首次种植在你的心中,也许你会寻找到科学的职业兴奋特定位?

是的,我八岁。我看着邻居在阴沟里焚烧树叶,并想知道,“现在,什么是烟一回事;那是什么魔法的东西从叶逃脱?”所以我想,‘祈祷今晚,’我问上帝。没有反应,我又想起,“它是关于时间,我开始工作了几件事情出了我自己。”

然后,在11岁的时候,我正在读这六便士杂志,每周称为 现代奇迹,并有关于它进化的文章。这是令人着迷的。我从来不知道关于进化论什么。我的父亲走过来,说,“儿子,什么是你在看什么?”我说,“哦,看看这个,爸爸,关于进化论的文章。”他回答说,“我的孩子,那是魔鬼的工作。有没有的吧!”我想这是在这一点上,我决定,我将不得不找东西出来为自己。我不打算再接受这样的东西。

然后在高中,在第二年或第三年我的科学奖,而不是英文诗集,该校长认为我需要,我选择詹姆斯stokley的近作, 科学重拍世界。它是磺胺的描述,新的神奇的药物,合成塑料,将永远持续下去的,和美妙的杀虫剂DDT的。

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一个“早熟”的学生

是你一维克多港高中生,还是你参加另一所高中?

我上了小学维克多港七年。第一个五年是非常愉快的,温和有礼的教师。第六和第七年,合并类是由施虐头主机上运行;平均我会打电话给他。死记硬背的学习 - 这甚至是在小学的最后一年 - 是它。你问他,你是大麻烦。事实上,有一天他对我说,“艾波比,去图书馆,得到了字典和查找的‘性早熟’的定义,并读取这个词第六组装和第七类”。我希望他在地狱里腐烂依旧!

所以,在你高中时代的结束,你是在用自己的方式一所大学。这所大学是什么?

我去阿德莱德大学作为大学生。之后在维克多港高中我的毕业证通,我被授予的24个奖学金一个 - 这些都是很新的,12是留给国家的学生。这非常好,意味着我可以继续留荣誉,更好的预科一年。一 可以 从毕业证通到大学去。但头师傅来到我父亲说,“先生艾波,西里尔没有准备好大学。他还不够成熟”。

他的早熟?



究竟。在初级或高中我不是体育英雄;离得很远。我从来就不是一个校队的队长。事实上,我从来没有发现自己有任何形式的团队合作精神,但我很喜欢的东西后去和理解它。我不想成为任何东西的老板。但一个不得不坐在自己。当时这个聪明的驴子,在运动没有好,而不是良好的耐受性。

我只好哑了。但后来我去阿德莱德高中这在1945年是唯一的公立学校,其中一个可以研究的离开荣誉考试。我发现自己在同一个班级,因为大多数其他24名奖学金获得者在这个一流学校。这是一个紧凑的地方,很多沥青和没有花哨的东西。在中午和凹陷的讨论,天空问话的限制;确实没有限制。你可能会推动它,这是太棒了 - 我是在我的家乡班37月15日 - 而且一个可以评论和提问的全部时间。你可以跟你的老师任何东西,虽然礼貌。这是1945年,还是。


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好和大学的坏

真正把你在路上准备去大学上。

好,第一年我做了一些错误的选择,其早期,我想成为一名医生细菌学家思想。顺便说一句,我父亲认为我应该是一个医疗传教士,但我决定不上。那件事,我不同意。所以在大学里我选择了比较容易科目孔,有用的 - 生物学,有机化学和细菌学,这在阿德莱德是由南希·阿特金森,一个真正的工作的微生物学家教授。我前两年其他讲师的大多数都相当乏味的20世纪30年代的思维定势;他们也许已经不知何故著名即可。但在我的第三个年头 - 这是1948年 - 东西抬头辉煌。肯pausacker从牛津回来了理念上的新授予博士学位。他曾与爵士罗伯特·罗宾逊士的宁的结构和工作带来了他与他雷米克称为新书: 有机化学的电子解释。突然我们进入中间世纪的心态。同时,南希·阿特金森,除了她的正规医疗细菌学讲座,教给我们的膜,物理化学和电荷分离 - 的东西,大家应该都听过关于教授米切尔的第二年生物化学讲座 - 实际上,事实证明DNA,不是蛋白质,是遗传信息的来源。

是的,这只是恰好那个时候。

也是在第三年,我们有过一些讲座从一个新人到生物化学系,彼得nossal。他刚刚完成了他的科学学位的主人在悉尼。他,当然,我们有时学院董事长的哥哥,先生古斯塔夫·诺塞尔。彼得在生物有机化学每周演讲最后一年学化学的学生是如此之好,我们五个人在每周两次潜入到nossal的常规生化讲座。反过来,这些人这么好,我们决定,我们想要做的荣誉生物化学。

你什么时候签署了彼得nossal为荣誉研究?

1949年,在2月的第一个星期一,我们五个人组装在他的实验室里热闹非凡。我认为他的大脑 - 他英年早逝 - 将已经开发甚至比先生古斯塔夫。

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活泼,聪明朱迪

西里尔,我想与你的家人的问题打断,并关注朱迪。

你在你的阿德莱德程度月底见到了你未来的妻子,我认为 - 并且,就像在您的研究,事情相当快一起移动。

嗯,这是在第二项,第二项度假结束。我一直是个好孩子,不与女孩子跑来跑去非常多。我已经完成了我的有机化学实际进度和pausacker,谁我刚才讲了,说:“艾波比,你可以像在有机PRAC第三项是你”。

所以我骑车从我的家在维克多港的海滩在米德尔顿,那里有这些精彩的粉红色外壳。我希望提取和识别他们的有机颜料。但是,正如我骑着靠近港口埃利奥特过去布拉德韦尔奶牛场门,外面传来了她的自行车朱迪思巴沙姆。我们已经知道对方在维克多港高中但后来去了单独的学校在阿德莱德的预科学习。我们停下来聊天 - 两个小时。我们发现了多少我们有共同的。我们都喜欢看书和海滩散步。既不是我们能赶上,打或踢一场球,我们不喜欢做的事情,船长或正在担任队长。求爱发展,我们在圣犹在港艾略特教堂举行了婚礼4月19日,1952年我们有四个优秀的女儿,性格截然不同。

我们有一个非常,非常强大的家庭互动,这朱迪的影响;我自己的背景已经

有些支离破碎。有一天,在港艾略特海滩,只有前三个女儿,曾任教师看到我们在一起,说:“亲爱的朱迪丝,我一直想象你是完美的家庭至上”。这让朱迪很生气,因为她是如此的远不止这些。她是一个活泼,聪明的人。

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在荣誉年度冷门

当你在荣誉你有你想后做什么什么想法?

到了这个阶段,我认为我可能想成为一个研究的生化学家发现新的药物,甚至比磺胺或青霉素。早些时候,我要很高兴作为诊断细菌学家。但1949年初期间,由于nossal的研究学徒之一,是非常令人兴奋。虽然他来自悉尼的一个相当单调的实验室,彼得做了克雷布斯三羧酸循环一些辉煌的工作。

但事情并没有完全制定出你可能有计划,你从阿德莱德上升到布里斯班。

在荣誉年中,事情发生了镦粗。我们听说nossal已被接受去谢菲尔德与未来的诺贝尔奖得主汉斯·克雷布斯博士研究和教授米切尔和他的20世纪30年代的心态打算后,我们找了一年的休息。我们想,“哦,它会奏效,”但事实并非如此。我不认为我们任何人曾与教授为半年研究讨论,事实上,我误解了他要在他正式试卷一个要求我们的。我毕业于二等荣誉,这打乱了我公平一点。请不要忘记,我跟哈尔孵化,我们以前的同事CSIRO和许多院校的知名研究员晚些时候,并发现了他,也已经在悉尼获得二等荣誉。这让我感觉相当好了很多。

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医学研究,疟疾和更多的冷门

所以你走到布里斯班技术员?

好吧,我接受了一份工作,在阿德莱德生物化学回示威,这工作了while.i被动物屋子照顾,让那么类制剂监督就备好这些类,我发明了自己一个小小的研究项目看有核红细胞的核酸代谢 - 我不记得很为什么 - 与工作毫无进展。我想,“我已经受够了这事,我认为米切尔曾经有过我的足为好,虽然我们从来不谈论我的研究项目。这是一个非常奇怪的地方。我去了布里斯班和被接受作为一名技术官员约翰·卡拉汉,谁被任命为医学研究的昆士兰州技术学院 - 由一流的人伊恩马克拉斯为首 - 调查血红蛋白的红细胞寄生于崩溃。

它是疟疾?

疟疾,是的。我说,卡拉汉,“我不喜欢这么多;我不喜欢疟疾,哦,不。”但他解释说,老鼠寄生虫 伯氏疟原虫, 与他合作, 不会传染给人,它具有显着的优点是感染是同步的。所以,一两天的小鼠感染后,一个可以做一个心脏穿刺并开始工作。事情开始看起来不错。我想,“我很享受置身于一个有趣的医学研究所的研究助理”。但卡拉汉,就是我已经知道作为澳大利亚共产党的专用成员,又与他人从北昆士兰端口一个和平会议垃圾在上海6月中旬。这是朝鲜战争的最后一年,1952年他可能已经问了假通行证,但没有得到一个。所以他没有请假,这是我在研究所已经抵达,开始了新的科学生活两个月后。在7月举行的年度股东大会,医学研究理事会的机构 - 从一个非常,非常右翼州政府通过重组主导 - 卡拉汉被解雇,并决定关闭生化组。所以,从一个糟糕的开局阿德莱德后逃逸,我突然发现,我不得不离开了十个个月同意试用一年。

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访问者保存

但你保存在访问者的方式;那正确吗?

好了,伊恩马克拉斯,导演,曾在第二次世界大战期间,一直在新几内亚的昆虫学家。他和长期的同事道格·沃特豪斯,谁到1952年已经成为堪培拉昆虫学的CSIRO分部的副主任,用于满足逐年递增。马克拉斯来到堪培拉在1953年1月,说:“道格,我有这个漂亮的年轻男子在我院谁将会是没有在5月份的工作,并无过错他自己。你有一个专为他吗?”道格 - 他和马克拉斯是好伴侣 - 说,“好了,伊恩,因为事实上,我已经snaffled所有可用的钱从我自己的老长官,尼科尔森的鼻子底下,而根本不会有人离开你的男孩”。然后沃特豪斯说马克拉斯,“下来的走廊里看到奥托弗兰克尔,种植业的最近任命为首席。枯木已被一扫而空那里,他正在新的任命。马克拉斯被介绍给Frankel和我也许升压到任何质量我不太有。

这是梦幻般的时刻,因为在一周前,胜利者trikojus,在墨尔本和植物生化他新的高级讲师生物化学教授鲍勃·莫顿 - 从剑桥刚到 - 已经到了堪培拉和弗兰克尔说,“我们要重振垂死植物生物化学实验室。你可以赋予一个为期三年的奖学金,与当时的毕业生回到CSIRO堪培拉?
从弗兰克尔:“也许艾波会感兴趣”。我可以吗?我是从布里斯班下一个可能的飞行到墨尔本的采访。

和排序您在堪培拉种植业有一个承诺的作用回来。

我还不知道。我被领进了教授的办公室在老锡胡同生物化学系 - 已经有两个生化楼,越做越大,从那以后 - 这里是大教授trikojus,以及更小的,激烈的人。我意识到,很快就好了,这是莫顿。

他是澳大利亚谁最近的世界战争期间成为一艘护卫舰作为皇家海军志愿后备军中尉 - 非常清晰和渴望 - 我想,“我不认为我是关心这一点。当他们发现我的两个浪费机会的背景下,我将一事无成。”

但莫顿没想到,这么一闹?

莫顿,在讨论中,发现了在布里斯班我已经学会了如何使用手分光镜由疟原虫看血红蛋白分解。这使他高兴;我也不太明白为什么。他说,“好了,现在,我很感兴趣,有我新任命表明,一种叫做细胞色素 B2 (已在面包酵母中发现)是 有关被叫酵母乳酸脱氢酶氧化酶,因为其它此类脱氢酶黄素蛋白和我决心建立的情况的酵母酶”。然后他对我说,“先生艾波比,你告诉我,你的妻子怀孕了,”我说,“是的,莫顿博士”。 “当宝宝因? “哦,在九月底。” “很好,那么,艾波比先生,我向你挑战结晶细胞色素 B2,可见它不是脱氢酶,作为送给你的第一个出生的孩子“。后来我意识到,这份工作是我的。

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酵母菌和化学桶

我想切这个可能的细胞色素紧缩。

Oh, yes, the story. At Cambridge in the early 1940s cytochrome em>B2, having been d是covered in Delft (Dutch) bakers yeast, seemed to be associated with a lactic dehydrogenase enzyme. In the same Cambridge laboratory, after the war, Morton had found that an animal succinate dehydrogenase, supposed earlier to be a very similar cytochrome, was in fact a flavoprotein. Obviously he wanted the same to happen for the cytochrome b2酵母。所以他说,“去寻找我们的野生酵母殖民地的每一个可能样本”,因为澳大利亚酵母菌仍然是红色,不喜欢贫血战后英国酵母菌。我的第一个样品看起来很不错,它们的光谱表明很多细胞色素。 “找出其中的一个还给出了乳酸脱氢酶的最佳收益率。”

因此,削减总而言之,这些酵母用于进来一个磅包,如黄油,和我位于18个不同的品牌。我将陷于他们一次一个,看看干鲜酵母提取物,看看他们的细胞色素和脱氢酶的含量。莫顿会看每一天,我用他的microspectroscope和我会看到细胞色素的吸收带 a, bc,其中剑桥教授戴维·凯林曾在1925年发现了酵母和昆虫肌肉。但我永远无法看到的细胞色素的次要带 b2虽然莫顿可能每次都发现它。他预期,没有让我知道,这酵母的可能是任何好处。终于我看到这个细胞色素的痕迹 B2 在巴雷特,酵母在墨尔本制造。我们的工作,听取了公司老板,贝瑞特先生说,“没事,我们将尽,给你一个完整的种子酵母批我们使用常规的商业化生产的规模”。

我们已经知道,干巴雷特酵母优于鲜酵母为我们的工作所以很慷慨地和公司风干这个种子酵母批次,并密封在金属筒,我们则储存在我们的冷室。它持续了两年。

我将利用一切可用的方法提取这些酵母样本。在最后,我用作第一步骤脂质溶剂正丁醇。我会暂停在环境温度下臭丁醇粉碎干燥酵母,并在一个大,噪音大,20世纪30年代的老式茹昂离心机,

分拆丰盛含脂质的上清液。此取得的丁醇饱和酵母细胞可渗透的水溶液,使乳酸脱氢酶和细胞色素 b2萃取。再次,切割该总而言之,我在低温下通过发现这样的提取物的大型丙酮分馏 - 这是在20世纪50年代,请注意,离子交换和分子排阻柱色谱法的那些紧凑程序发明以前 - 细胞色素的基本纯化 B2 和乳酸脱氢酶的可以实现的。

这听起来有点像水桶生物化学。

这是真实的桶生物化学,涉及悬浮在冰 - 盐浴再后来的大型冷藏乙醇 - 水浴麻烦创建并由一个墨尔本家用冰箱公司赠送小,则大的不锈钢烧杯中。

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辛勤工作和疏忽导致了世界第一

据我了解,西里尔,当你试图结晶这种黄酮类色素,这是将是很难做的事情,你是一个小实验室中的职责方面有点调皮,去了野餐;那正确吗?

嗯,我已经发现,通过丙酮沉淀,在冷丙酮第一搅拌至30%,在钢烧杯中,而不必离心凝乳的悬架(我们没有一个大的,冷冻离心机),沉淀物将坚持两侧烧杯中。由于检测结果显示没有细胞色素,我会放弃这个第一沉淀物 b2和小的酶活性。然后,在35%丙酮一个可爱的红色油会分离出来。你甚至没有离心机它;你只是要小心倒出清澈的苍白红上清液。那么这个可爱的红色油可溶于稀乳酸缓冲。乳酸被证明是一个非常重要的保护;一般来讲,如果能保持脱氢酶减少,这是更稳定。

我渐渐和和纯化是越来越好,并已我可以看到的是,乳酸脱氢酶,这是使用铁氰化钾或细胞色素检测 c 作为电子受体,在精确平行于细胞色素被净化 b2我用microspectroscope或分光光度计检测。我想,“我有莫顿;这脱氢酶 细胞色素”。

但一个周三,我已经完成了一些工作,试图吸附在磷酸钙凝胶的酶,夜幕降临我受够。我想,“我真的很要去工作人员野餐的丹顿农明天”。所以我离开的制备,其已在冷室中静置一天半被透析以与存在乳酸非常低的盐浓度,在氮气下在一个小管的其余部分。我回来后在周五早上,成为着急,因为有在管浑浊沉淀。我想,这是不好的“。但后来,当我用一只手分光镜仔细看去,由向下移动管我能看到很多细胞色素 c 在顶部,然后向下底部的不同,强烈的红色粉色带这就表明细胞色素的 B2。我想,“我的上帝,我要么做,否则我都塞进”。

你有没有和明显的晶体和DR管。莫顿显得很激动。他什么时候竟然看到了吗?

莫顿排在约九时五,只是他的第一堂课之前。他说:“先生艾波比,为什么你这么难过?”然后我说,“好吧,我想我已经成功地沉淀所有的细胞色素 b2’ 。 “艾波比先生,你如何不小心。而不是昨天的工作,你去了一个员工野餐”。所以他抓住该管从我手里,甩并在这样做所产生的纹影,结晶蛋白质的反射率图案特性。这是我从来没有见过的。 “艾波比先生,先生艾波比,晶体,晶体!”他叫道。他抓住了管冲下走廊教授的办公室。 “教授,教授,我已经结晶 - 啊,啊 - 我们已结晶首次细胞色素”。

后来我对他说:“在那里,莫顿博士,是你的晶体细胞色素 b2作为脱氢酶”。但他在一分钟内,艾波比先生“之称。他把我的一些悬挂的,震撼的晶体并加入盐酸数滴,产生变性的细胞色素的红色沉淀物 b2和稍微荧光黄色上清液。 “在那里,先生艾波,是第二,黄素乳酸脱氢酶的辅基。它仍然是你将其标识为核黄素磷酸酯或黄素腺嘌呤二核苷酸”。我不知道是否或何时,他已经摸索出晶体可能是双头酶。

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两组,一种酶 一个重要的开端

所以这是示出为具有两个辅基的第一结晶酶?

究竟。 血红素和黄素。 所以,莫顿深刻指出:“好了,先生艾波比,我们应该写一个便条 性质”。这是在1953年12月。

是你的第一个发表论文?

它的确是我的第一篇论文。

一个非常重要的开端。

是的,在 性质 本文中,我们在相同的比例描述该结晶酶与它的两个辅基。二十年后,当蛋白质晶体和基因结构已经被别人决定的,发现确实有只有一个基因参与,具有可识别的干扰序列。可以看出的是,左侧是黄素居住在哪里。它是从其他现有黄素蛋白结构识别。右侧是识别为经典的细胞色素 b 融合到黄素蛋白。

所以最终的基因故事凝成一个美妙的发现:这种酶可能是从其他两个现有的分子来了,以一种特殊的方式放在一起。

是。

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关闭堪培拉研究血红蛋白在植物

现在,我是正确的,你再回到堪培拉,已经与莫顿完成你的学业,并在CSIRO植物产业占工作下弗兰克尔?

这是正确的,是的。

你是一个作为一个科学家?

是。莫顿和trikojus没有告诉我,他们会等到我的第一年年底怎么看我正在取得进展。然后在他们称,今年年底,在真理“好,先生艾波比,我们一直在考虑让你接受为博士研究生。”,他们已经记录的一切,让,如果它的工作,我被录取,并最终我是接受了种植业与新生博士学位回来作为一名研究科学家。

它总是让我感兴趣,西里尔:当你被任命为种植业作为一个科学家,又是怎么回事,你开始你的植物血红蛋白的工作?

我知道已经是豆科植物根瘤呈红色的血红蛋白的颜色,当他们被切开;就这些。

我想,在那些日子里,这个概念是,只有豆类在他们的结节血红蛋白;并有相当多世界著名的组中种植业,对结节生物学工作。

嗯,是。当弗兰克尔成为首席他任命约翰·福克在1956年,卟啉化学家,作为生物化学部的负责人在这之前,有植物的生理弯曲。同时,弗兰克尔曾引诱菲利普nutman,在英国洛桑实验站,英国的资深科学家,来对3年奖学金获得微生物学组出从回来的路上一个心态。

不久我在堪培拉,福尔克和nutman到达后问我是否会考虑在寻找的功能 leghaemoglobin,已知存在于固氮豆科植物根瘤,但无处可在植物王国 - 这确实是一个神奇的机会。我已经知道haemoproteins,光谱仪和分光光度法所以准备去。

所以你很难判断它为什么存在?是你问的问题?

哦没问题。最近的另一项任命为微生物学家弗雷泽bergersen,与我建立了一个非常成功的,但谨慎的,长期的合作 - 我们有非常不同的个性。

特定的同事,我想,曾在联想与菲利普nutman,来自英国的著名科学家,谁在那个时候,拜访种植业和结节组。

是的,bergersen是一个“助手nutman”;在最好的意义上的助手。不是一个愚蠢的跟随者,而是一个才华横溢的年轻男子注定要成为一个大祭司自己的一天。

我常常想知道有关您在植物血红蛋白的想法。我的意思是,这个红色的东西,这就好比我们在血红色的东西:为什么在豆科植物根瘤是它呢?

bergersen教我如何成长根瘤大豆与特定的根瘤菌菌株接种根。然后我们将只粉碎收获结节在缓冲器中,并在低速离心他们固氮分离 根瘤菌 从粗leghaemoglobin“菌体”,它保留在上清液中。

但是当你隔绝细菌,被他们红?

不,不。洗过的菌体是一个普通的棕褐色。然后我发现,如果我再混合这些推定固氮菌与含氧leghaemoglobin,作为氧供应被切断细菌的呼吸足以脱氧的leghaemoglobin。然而,如果我长大同 根瘤菌 菌株在空气中在纯培养物,它不能在脱氧oxyleghaemoglobin。

但是,当血红蛋白中的氧气,它仍然没有进入细菌。

不好了!然后我发现,无论是根瘤菌(所谓的类菌体)和自由生活的空气生长的细菌(这可能 减少氮)可以脱氧肌红蛋白。现在,肌红蛋白是半在约800纳摩尔溶解氧氧化。所以,我想“啊!也许有不同的氧化酶的菌体,能够从oxyleghaemoglobin抢氧气。

我是怎么知道的leghaemoglobin?我知道,教授keilin,我半仙剑桥,采取粗oxyleghaemoglobin解决方案,并在会立即脱氧肌红蛋白或血红蛋白的过程中使用的旋转式真空泵。但程序不能在脱氧leghaemoglobin。所以,leghaemoglobin必须有更高的氧的亲和力。然后我决定,我要去找出存在于固氮类菌体的氧化酶的性质以及它是从存在于freeliving细菌氧化酶不同。另外,我打算测量leghaemoglobin对氧的亲和力。

你不知道的菌体氧化酶的作用使固氮继续吗?是在你的心中?

是;什么可能是这种氧化酶的性质是什么?人们已经知道,固氮,氮还原酶复杂,是对氧极其敏感。

因此,在寻找的leghaemoglobin的原因,我想一个开创性的观点是,高氧浓度杀死固氮酶的活性。

一两分钟高氧不使其失活。但必须有一个情况,即足够的氧气在低张力帮助钻进菌体使所有需要的氮减排的ATP。所以我想到几个目标:净化和特征leghaemoglobin;以确定其氧亲合性;了解菌体氧化酶的性质;我认为,最重要的是,要理解这个“动物”血红蛋白是怎么来的存在于植物王国。

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用科学的有趣的小工具

我认为这是一个很有趣的故事,事情已开始装配在一起的植物血红蛋白拼图。那么,我想特别重要的是旅行,你到纽约做 - 些时间在七十年代,是不是 - 这确实有助于把一些关键的碎片。

我已经设法测量首次的leghaemoglobin使用平衡过程中的氧亲和力。这是很容易与蛋白质,如血红蛋白脊椎动物和肌红蛋白。一个会使用称为眼压计的仪器,这将有关于这个大一点的观察试管(指示)和一个气室,也许这个大(指示),以及将有氧气在气体腔室中的已知浓度。你会翻身的装置,以实现平衡,并使用分光或分光光度计,测量血红蛋白的氧合程度。那么你会在一个位更多的氧气,滚试管喷总成再次运转并重新确定频谱。这是很容易的东西,是成功的一半,在高浓度氧饱和。例如,肌红蛋白是半在约800纳摩尔溶解氧和脊椎动物血红蛋白在约30微摩尔的溶解氧半饱和的饱和。但做同样的leghaemoglobin,这我们知道已经有高亲和力,一个本来需要100升或更大的烧瓶中。所以我开发了气流程序以测量leghaemoglobin氧亲和力。这是艰苦的工作,在50年前在堪培拉开始。

你在科学的小玩意不错。

哦,那好吧。确实,在同一半使用“劳斯莱斯”卡里14记录分光光度计使用手分光镜,然后一年的一部分在波士顿Br和e是大学堪培拉花了一年的最终操作,以观察leghaemoglobin局部氧合而在改变氧浓度气流,我实现每气体精度万分之一。我不能忍受在百万氧气泄漏的一部分。我发现leghaemoglobin在半饱和的约 - i,那么想 - 80纳摩尔溶解氧。没有人在世界上其他人可以管理这个。

但后来我在两三年之内绕过当昆汀·吉布森,我所崇敬的血红蛋白动力学的大祭司,制定了停流过程。在一个注射器将有血红蛋白的,并且在第二注射器含氧或其他具有挑战性的配位体的溶液中的溶液。

在停流装置中,一个可以通过一个混合室推这两个注射器的内容到分光光度计比色杯中。然后排气注射器填充,撞上了停装置,以触发 - 使一个宏伟的爆炸 - 导致存储示波器跟踪开始。

友谊和灵感在纽约

我知道,我已经对您谈到过与世界各地,但特别重要的其他血红蛋白爱好者的关联,我认为,是在纽约两个wittenbergs的关联。为什么是如此重要,为什么你与他们一拍即合这么好?

当我有发现这种豆科植物血红蛋白有这样高的氧亲和力 - 我认为这是然后在约半饱和80纳摩尔溶解氧 - 我意识到,这可能在易化氧扩散的处理起作用。这已建议由乔纳森·维滕贝格几年前,在肌肉的肌红蛋白。如果有一个本发明的载体蛋白的高浓度,使得在氧装载场它可以被基本上氧化和在氧卸载点它可以被充分脱氧,你将有一个宏伟的氧气供应系统。你可以把它称为氧气缓冲系统,或易化扩散系统。你可以得到在瞬时浓度,在我为豆科植物根瘤想象的情况下,将足够低,不灭活bacteriod固氮的输送氧的持续转移。

所以你想象的leghaemoglobin吸收了氧气 -

是的,持有它像一个缓冲区。

并举行但是随后送达 -

是的 - 运球,运球,运球 -

-AT一个稳定的,低的水平进入细菌。

究竟。 1962年,我出版了一纸 生物化学与生物物理学ACTA, 在这里我建议leghaemoglobin以这种方式行事。我忘记了所有关于这一点 - 我正忙着担心菌体氧化酶的性质 - 直到1967年,在日本,野生的一次会议期间,长毛美国上前道:“这么说,你艾波比。你必须是愚蠢的提议,在易化氧扩散的过程中你可以leghaemoglobin功能。大家都知道,这样的高亲和力血红蛋白,就像一个从蛔虫,该螅,有这样高的亲和力,因为它们的氧解离速率太慢,他们不可能促进东西”。所以我说,“好吧,看,维滕贝格,他们不会知道,因为唯一的结果上leghaemoglobin氧的亲和力是我的,通过平衡过程确定。为什么不将我的纯leghaemoglobin发送到你在纽约,这样就可以通过你的动力学方法确定它是否适合于易化扩散过程? jonathans反应是:“不,不;自己亲自来。打电话的时候,你对你的方式回到澳大利亚英寸所以我想,“没事;这看起来像一个严重的较量”。但事实上,该次会议,维滕贝格的其余部分,我有一个愉快的时间。我当时认为,现在,如果我是一个怪人,他会是一个超级古怪。

是的,我会这么说。

的确,你可以这么说。

所以我1967年9月,并会见了比阿特丽斯维滕贝格期间中途在纽约,然后光荣地怀上了她最小的孩子,因此无法成为在日本会议。我可以告诉直线距离,它是不会被乔纳森的另一剂量,这是不错的,因为他的一个充足! BEA是一个很棒的人。所以乔纳森再次高无氧去了易化扩散的要领跟我在一个末端,低游离氧在另一端。 BEA则说,“现在,西里尔,这是它的全部。我在这里,我们认为氧的肌红蛋白通过在主持通量产生氧气的心肌细胞这种稳定的供应,使他们能够契约”肌细胞在寻找心脏肌肉组织。她接着说,“我们没有测量系统中的能源生产和利用方式,但你的同事弗雷泽在堪培拉bergersen,今年年初,做了华丽的东西。他表现出的第一次,如果一个厌氧隔离根瘤菌,洗他们自由leghaemoglobin和其他结节成分,他们会慢慢减少氮氨。可能所有我们的一起设置,由此我们通过这些细菌中的存在表明固氮的增加的效率证明促进扩散过程中的情况的部分氧化的leghaemoglobin'。

所以这是试验。

是。后来我说,“好,那将是困难的,”因为bergersen曾经认为,在威斯康星州的博士后一年后 - 然后共生固氮研究的圣地 - 即leghaemoglobin,作为外界的细菌,被用作还原剂和也许它提供的电子给固氮而本身由铁去一个铁状态。我也说过,“bergersen终于得到了他的洗净菌体,以减少一点氮气时,他补充说回一些粗俗的leghaemoglobin - 他自己的准备,与我无关 - 这杀死了反应。因此,它可能需要一些时间,让他在船上”。

为了削减这个故事很短,我又回到了澳大利亚,取得了非常纯净的leghaemoglobin并测量其光谱properties.it被,以及表现为肌红蛋白是。很高兴稳定的东西,所以只要铜离子被保持的出路。他们可以通过自氧化过程贬低它。

我返回纽约1971年和wittenbergs和我动力学测定大豆对氧的亲和力leghaemoglobin使用停流装置。

上速度为氧,报告为二级速率常数,是120微米-1.S-1.

并且你确定他们关率是多少?

关率很容易。你从停止流装置和连二亚硫酸盐作为从第二注射器氧还原剂的一个注射器喷出氧合血红蛋白进入观察室中。大豆leghaemoglobin解离速率测量为5.6.S-1,正好适合经由易化扩散的氧传递。由速率常数使我们能够计算出大豆leghaemoglobin的解离速率常数的分裂将在仅48 nanomolars溶解氧被半含氧 - 的理想浓度为递送至 根瘤菌 菌体氧化酶。

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做世界各地的实验

20在我对您谈到过植物血红蛋白或者说听你的,这往往是任何时候,你已经不可避免地提到昆汀·吉布森。这是为什么?谁是他真的吗?

当wittenbergs和我测定大豆leghaemoglobin氧合动力学,它们的停流装置也仅仅只有它。在反应室的最后一个混合示波器跟踪触发之间的死区时间为3毫秒,而我们只是在失败的边缘。跟踪将开始向下半示波器屏幕,这使得率计算困难。

为羽扇leghaemoglobin,对速度的氧气大约三分四次快又和维滕贝格停流机 - 昆廷·吉布森多年的发展事前 - 是无用的。而是由80年代初吉布森得到发展,其中激光的10纳秒脉冲产生了足够的光化能量从含氧血红蛋白的血红素氧的原因光解一个闪光光解装置。然后在相对休闲黑暗耦合到计算机的观察光电倍增可以测量在微秒的速度氧重组。所以,从堪培拉我会采取冻结羽扇豆,大豆,后来许多其他植物血红蛋白康奈尔昆廷和我的氧气重组率测量;然后就到了的流失率测量纽约。值得注意的是,我们发现〜500毫米率的氧气-1.S-1 为羽扇leghaemoglobin,比脊椎动物的肌红蛋白,比大豆leghaemoglobin快四倍快约50倍。

在此期间,我已经成为了亲善大使的东西。早前曾有过昆汀和乔纳森之间的麻烦。乔纳森重新提交被拒绝的联合文件到一个新的杂志没有告诉昆汀。昆汀本人(当时著名的资深编辑 生物化学杂志) 已经重新提交了正确的纸张到原来的杂志。两个版本出版。我是谁一起再次带来这两个人,所以我有 一些 圆通。

真的是一个美妙的合作伙伴关系,是不是?

是的,BEA和乔纳森·维滕贝格,昆汀·吉布森和我之间的相互作用,尽可能多别的,导致植物血红蛋白性质和功能的整体理解。但是,返回到前面的讨论。如何进行的wittenbergs,我会得到弗雷泽bergersen在船上我们在易化氧扩散leghaemoglobin参与计划的调查?它发生在我们的中间1971年动力学测量的还有被关押在纽约市中心的洛克菲勒基金会在氮气固定座谈会。我,前洛克菲勒基金会成员,出席了本次研讨会,一个晚上带着bergersen和Mike迪尔沃思从珀斯到维滕贝格回家吃饭。 bergersen和迪尔沃思钻进特点热烈的讨论,突然bergersen发现自己支持在结节的氧传递leghaemoglobin角色的概念。在晚上结束,他意识到易化扩散可能多么重要,并有效地抛弃了他早期的概念leghaemoglobin作为直接氮还原剂。所以我和他,经过我们独立的返回堪培拉,成立了塞圆底烧瓶中,用磁力搅拌器,一个强光下和顶部手分光镜。

烧瓶中含有悬浮液的固氮类菌体,并与可变的氧浓度的气相。 bergersen将通过经由孔口抽出气体样品,测定减少的人造基底乙烯的执行固氮测定 - 最近迪尔沃思发现 - 而我会用分光器来估计leghaemoglobin氧合程度作为搅拌速率或气相氧的浓度是变化的。结果是蔚为壮观。作为leghaemoglobin成为部分含氧,氮减排率大幅提升。

这是很好的,在堪培拉的两个实验室走到了一起。

当然。但这个故事的一点是,它并没有告诉我们是否leghaemoglobin专门与细菌表面上的一些结合位点反应,或者它是否提供免费的氧气。在听到这个结果维滕贝格举办盛大的“我会用一切可能的携氧蛋白,我们将看看是否他们都做它说。因为,如果是的话,它必须是易化扩散”。

无氧的,是的。

如果只是leghaemoglobin被证明是积极的,这可能已经在特定的结合位点。我认为我们有

切好这个故事简短说我们测试了一系列奇异的氧载体。从悉尼市场的自由 - - 我们来自小龙虾得到了他们的出血他们和纯化蛋白铜的血蓝蛋白。从他的堆肥坑挖bergersen蚯蚓为我们做出 血红蛋白。我有 蛔虫 血红蛋白从猪肠道绦虫。乔纳森和我去布里斯班获得 胃蝇 血红蛋白从狂蝇科的幼虫,其存在于野生马肚子。乔纳森已经从纽约其他脊椎动物和无脊椎动物血红蛋白带来的。他们都起作用 - 更高效一些比其他人 - 在菌体固氮的刺激。因此,我们宣布,在复杂 生物化学杂志 纸,该leghaemoglobin的天然功能是游离氧的易化扩散。

植物血红蛋白的起源透露

因此,西里尔,我认为这是在大约这个时候,你刚来的时候,可能有一些怀疑的步骤,我不知道,利兹联丹尼斯和我问我们是否有兴趣考虑看看工厂的血红蛋白基因和看到如果我们可以帮助解决一些谜题的元素。

我想,早在1978年 - 你可能不记得这一点 - 我说,“看,我都只是孤立四个不同的大豆血红蛋白: a, c1, c2和 C3。关于你的工作是什么对他们的基因结构?你说,“不,不,不” - 和一样好,因为已经,在丹麦奥胡斯,kjeld marcker在这样做。在1981年,他出版了精彩的纸 性质 要说明的是leghaemoglobin基因有三个内含子 - 三个插入序列 - 而所有已知的动物血红蛋白基因的只有两个。这里是另外一个在中间。知道这一点,在我的头脑简单的办法,我想,“放屁”,因为对于基因的内含子被认为再到已经在蛋白质一个装配很早就出现s 胶水,有时作为进化的进行,他们迷路了。这里用三个内含leghaemoglobin;不是所有的动物血红蛋白更好;所以也许植物血红蛋白曾最先发生?

但较少的动物血红蛋白内含子在完全相同的位置,因为他们在植物。

另外两个人在同一个地方,是的。这些可怜的动物发现,他们可以在没有第三中内含子事 - 它是从动物的血红蛋白基因缺失 - 在我的脑海里这意味着动物血红蛋白可能植物血红蛋白后已演变。嗯,当然我的梦想最终破灭的内含子早的假设,因为很多人工作逐渐抛弃。

现在你产生了兴趣,另一家工厂,这不是一个豆科 但它有结节和血红蛋白。

是。麦克trinick,珀斯则堪培拉CSIRO的同事,在1960年的新几内亚的工作。有一天他的技术人员表示,“博士trinick,我发现,这家工厂 parasponia” - 这是一个机会榆科物种在新的咖啡种植园行间增长 - “已结瘤根”。 trinick建立包含结节 根瘤菌 并且它们参与了共生固氮。今天,它仍然在那里已经发现非豆科植物,要与相关的唯一情况 根瘤菌 在固氮共生。

是;因为别人喜欢 木麻黄 有不同的细菌共生体。

是。前trinick的发现的 parasponia 共生,与血红蛋白已知动物普遍,但只有一次在植物(在豆科植物根瘤),有人认为,也许它已经通过水平基因传递的一个独特的行为到了那里。也许昆虫,通过病毒载体,已设法基因粘到植物。我想,“现在,如果我能得到trinick的握住 parasponia 结节并显示它们含有血红蛋白,我们可以净化和鉴定,并表明它有适当的基因结构”。

所以这是当你来找我们。

是的,如果水平基因传递的是所谓独特的行为 到原始豆科植物 可以排除,那么人们不得不开始思考植物界和动物界之间的血红蛋白基因的垂直下降。

我们做到了!

我们做到了,是的。

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令人费解 parasponia

但并非一切都已经完全清楚,我想我们仍然在围绕着单一血红蛋白的奥秘 parasponia 和它做什么。你想谈谈吗?

是。 trinick,约翰从缅因州tjepkema和本人提取,识别和纯化 parasponia 血红蛋白。它的光谱很漂亮,就像那些leghaemoglobin和肌红蛋白的。我去了维滕贝格的实验室再次,我们发现了氧合动力学 parasponia 要恰到好处对于易化氧扩散的功能。

我们发现同样的事情在另一个固氮属, 木麻黄,其中内生菌是不 根瘤菌 但放线菌 弗兰克氏菌。研究生托尼·弗莱明和我确定了膜结合的血红蛋白 粗枝木麻黄 结节,然后提取并纯化它。

这个 木麻黄 共生血红蛋白了光谱和氧合动力学人很像我以前学。所以这里是三个非常不同的情况:以豆类 根瘤菌 内生菌; parasponia,非豆科植物用 根瘤菌 内生菌,和 木麻黄,非豆科植物与放线菌entophyte,所有的同种血红蛋白。这是我不得不达成协议与你相邻的建筑遗传学家。

是。我们可以看一下基因序列 parasponia 血红蛋白用大豆leghaemoglobin基因作为我国市场。

你试过。

好了,我们不能先找到它。

你找不到它,因为一个基因探针从大豆共生血红蛋白与结节或其他提取物制成不会杂交 parasponia 组织。与此同时,在20世纪70年代初我一直在努力,在墨尔本CSIRO有机化学叫亚历克斯kortt。 Alex和我已通过的氨基酸序列中途工作 parasponia leghaemoglobin。当他来到堪培拉他的季度访问,他说,“西里尔之一,我想我已经得到的东西。看这个。这里是邻近的端部六个相邻氨基酸 parasponia 可以用来做一个独特的18碱基”血红蛋白蛋白质链。我问亚历克斯那是什么意思,他解释说。

他说的是氨基酸的DNA三联体密码。我们可以作出这样的低聚物,因为它被调用。

哦,是的。但在此之前来一点点。我不得不亚历克斯说,“我想我明白。一个可以做一个独特的18聚体,这可能会捕获基因的方式,孔雀组无法使用仿照大豆leghaemoglobin探头。我可以打赌,你,当你告诉这个吉姆孔雀今晚我们下午5点的任命,他将在手机上立即marcker在丹麦,我的奖金将是晚餐一瓶赤霞珠库纳瓦拉的”。我赌赢了!

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挫折和朋友带来一个令人振奋的发现

复杂周围的一部分 parasponia 是相关植物, 山黄麻,其中没有形成关联结节细菌,有血红蛋白基因。你是怎么做的呢?

好了,我的这个故事的版本是从那个德国约尔格同人谁是第一作者提供 parasponia 血红蛋白基因纸对我说有一天,当这一切都结束了,“西里尔,什么是最接近工厂 parasponia 这不形成根瘤?和我说,“哦,那是 山黄麻”。我们将在地球上怎么弄 山黄麻?我说,“它只是碰巧在他的温室,迈克trinick一直拼命想,几乎100不同 根瘤菌 菌株,达到的结瘤 山黄麻”。 “非常好,”他略微日耳曼人的心态约克说,“我将去trinick,并要求他作出的萌生了一个巨大的草坪 山黄麻。同人看到我做同样的 木麻黄 当我们在的开始 木麻黄 血红蛋白基因的工作”。好,知道trinick,这不是一个接到他的任何事情的方式。但平静的恢复。 trinick,其实,有很多 山黄麻 苗已经和也越来越大苗 中,榆科的另一成员。与英勇的努力trinick能够发芽并生长约尔格的继任者迪迪埃bogusz,许多年轻的植物 山黄麻, 和相关榆科的成员。同时,妻子朱迪和我碰巧拥有近莫卢亚11公顷农村产权的 - 我们现在住的地方 - 有 山黄麻 成长为1980年的森林大火后的机会种。我会压低用液氮杜瓦在我的车后面,并用皮革焊工围裙放在这里(指示)和一点点在这里瓶(指示),我会选择和冻结这些一点微小 山黄麻 树叶。但进展是穷人,因为每次我们尝试了小叶的基因组DNA或信使RNA的提取过程,因为非常高的多酚氧化酶活性的毁坏。没有一个惯用的招数工作。所以整个团队在你的办公室的一个下午,当你说 - 以典型的方式 - “我有这一切就够了。让我们走到了温室。迈克,向我们展示你最好的幼苗,使我们可以看到根的样子”。

我还记得这一点。

这里是来自我们已经收获多汁的传单,不时这些珍贵的幼苗,并与trinick气得几乎哭了,因为大多数是他们的蛭石床根收获撕掉了。

好了,我们能分离干净准备DNA的再识别和确定的序列 山黄麻 血红蛋白基因。就是这样。有它在植物的根,这是不能够结瘤。所以真正巩固家庭的事实,所有的植物可能有血红蛋白,在序列和结构的相似性意味着,动物和植物的血红蛋白可能有一个protoorgan是m单一起源回来。

这确实是我们认为,现在已经证明是如此。

我们都参与了该特定概念的刊物。这确实是一个非常激动人心的时刻,我想。蛋白质化学家一直很重要,血红蛋白生物化学是至关重要的,因为是微生物学家trinick,我们关心的核苷酸序列的分子生物学家。

当然。

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类1和2个血红蛋白和小杂草拟南芥

因此,西里尔,除了有让核酸和基因走进你的生活,你也不得不承认我们,Liz和我自己,尽管我们的工作就那么一点杂草 拟南芥.

我已经知道了植物的美德。当你的前任劳埃德·埃文斯局长和他的女儿和我自己的一个女儿,戴安娜,是在学校的同一个班级,他们有一个项目:谁可能是第一人下手种子,并得到一个成熟的植物,使更多的种子?我知道,这个小厂 拟南芥 有一个非常短的生命周期。所以我走私一些 拟南芥 种子回家,但由于某些原因,凯瑟琳埃文斯没有。因此,黛安赢得了比赛。

我想你会同意, 拟南芥 再次重要的,因为我们能够在它的基因组中确定一个以上的血红蛋白基因和这些基因装到已经假定前1类和2类血红蛋白。

这些类1个血红蛋白所有似乎非共生,并具有非常高的氧亲和力和六配位结构。

在他们你有积极血红素,并用紧密结合的血红素铁的远端和近端组氨酸的持平中心。这使得它非常困难的氧气进入,尤其是从其血红素结合位点。其净效应是,他们有巨大的高氧亲和力。因此,这样的1级非共生血红蛋白,存在于谷类,豆类和其他许多植物实在,因为他们不会不充当氧载体能够管理氧气的易化扩散。 好了,他们可以转移氧,如果有相邻的东西抓住它。但没有氧化酶,甚至高亲和力的细胞色素 CBB3复我帮助表征 根瘤菌 菌体,可以在亚纳摩尔溶解氧合作。

是;和2类血红蛋白又有了很大的不同动力学,不是吗?

好了,这是所有的非常好,这是一个不错的方案,你的小组帮助创造,其中有一种叫2类presymbiotic血红蛋白和1类非共生血红蛋白,但是,1类中,有一只共生血红蛋白,这是我在已经找到 parasponia 根瘤。我很清楚,这是一个共生的一个:它有正确的氧合特质。但大多数植物基因phylogen是ts会放 所有 1个血红蛋白成非共生盒,包括我 parasponia 血红蛋白 - 非常,非常肯定是共生的。是用来让我很横。即使你在报纸常说,“好,也许是 parasponia 血红蛋白是一个双功能血红蛋白,”我以前觉得对自己说,‘这是无稽之谈’。

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氧化动力学和巧妙的植物血红蛋白

你一直认为 - 我怀疑你仍然这样做 - 这Liz和我已经错过了在另一血红蛋白基因 parasponia;我们没有,你知道的。

一些年后,我对自己说,“我会得到孔雀和他的暴徒”。我曾与美国同事的持续长距离相互作用马克·哈格罗夫和约翰奥尔森 - 后者是我的英雄昆汀·吉布森的前学生。有一天,我说:“马克,请你能不能让过度 山黄麻 血红蛋白“,这还没有做。 “我将收获和植物生长送种子,组织,你可能从我的前同事们需要在CSIRO在堪培拉探头”。吉恩·芬尼根参与了这一点,顺便说一句。

是。我记得这种相互作用导致了使大量的 山黄麻parasponia 血红蛋白采用细菌培养,以表达蛋白质。

是,标记纯化既和确定的x射线晶体结构以及氧合动力学。

他的过表达 parasponia 血红蛋白氧合过动力学和氧的亲和力与共生血红蛋白我已经从天然分离的可比 parasponia, 木麻黄 和豆科植物nodules.in对比,他发现 山黄麻 血红蛋白有氧合动力学和其他非共生血红蛋白的极端氧亲和力。对我来说,这种否定的想法 parasponia 作为双功能的血红蛋白。

但几乎没有在任何氨基酸差异。

当时只有少数。通过比较所有确定的血红蛋白基因序列 山黄麻 与种 parasponia 共生血红蛋白一个可以识别只有七个关键基础的变化。的七个氨基酸残基中的突变就足以滑动 山黄麻 非共生的血红蛋白变成共生 parasponia 血红蛋白和马克·哈格罗夫,他的X射线晶体结构的比较,认为他可以看到E和EF螺旋滑动一点点对方一起,这是足以改变氧亲和力显着。

所以血红蛋白真的是一个梦幻般的蛋白质。在动物中,有很多特殊用途的血红蛋白和他们从一种形式转化为另一种与顺序变化很小。它看起来好像植物血红蛋白也一样聪明。

是的,他的美味的晶体结构和序列马克·哈格罗夫的分析我们 parasponia山黄麻 显示这两个螺旋之间只是稍有闪失足够 - 太棒了!

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这仍然是未解之谜

所以我想我们感觉 - 你们和我们,我们在与我们合作的世界各地的同事们 - 我们已经制定了植物生物化学的一个相当令人兴奋的新领域。然后来了自己的退休和来了其他科学的利益我们。但是,事实上,你还没有真正退休了,我们并没有真的听到了血红蛋白的最后。但仍一直令人兴奋的,甚至直到目前的时间。但是,说,对于非共生血红蛋白:我们真的不知道它做什么。它是在植物的根部。它不会以同样的方式作为共生血红蛋白反应,你曾建议,它可能是氧传感器分子。

我曾建议,它可能是用于氧气的传感器分子,因为我在trinick生长发现 山黄麻 根一个很小,很小的量 - 也许纳摩尔浓度 - 血红蛋白的,还远不足以为氧载体,但绝对够是氧传感器。但随后,在光荣的幻灯片,你表现出在1989年5月科学会议的欧洲杯外围,你表现出走私含有启动子的人工基因(DNA区域,一个紧密以下基因的启动转录)的任一结果 parasponia山黄麻 血红蛋白转化烟草。这些人工基因构建体,被称为GUS记者,还含有特定的葡糖醛酸酶基因,这意味着当含有表达基因烟草组织暴露于一个合适的染料前体...

是的,做一个蓝色。

......这样的蓝色就会发现,其中被篡改的基因被表达。这里的烟株根系GUS报告基因被在最顶端,在那里人们可以从其他证据高呼吸速率的怀疑,有可能是运作血红蛋白表示。

所以我们采取了启动, 该基因的驱动信号部分,并迷上它到报告基因。

是。我以前曾认为,这些非共生1类血红蛋白,如果存在微量的,可以在充当氧传感器。但是当我看到烟草根与植物血红蛋白基因启动子区的表达的合理量我意识到,这可能有其他功能。

它也可以具有传感器功能?

也许会。

它可能是一氧化氮的清除剂。

好了,它可能是。一个可信的概念是,这些非共生,高亲和力血红蛋白可以捕获氧气如此紧密,它无法脱身速度不够快,做任何有用的外部站点。但随后分子氧以外也许可以通过不同的入口通道进来,这种转变可能里面的蛋白发生。的氧合血红蛋白的氧可能会,比方说,一氧化氮,一潜在的毒素结合,并使其失活。事实上,其他人目前表现出许多非共生,高亲和力血红蛋白而言,以这种或那种方式,与一氧化氮转化。就我个人而言,这是我所知道的。又是在这里 (指示)是示出在快速发展的尖端,那里很可能是氧压力的情况的相对大量的血红蛋白基因启动子表达的烟草根的那个图像。请不要忘记,这未必表示需要一氧化氮或亚硝酸盐解毒。但它足以表明对我来说,植物非共生的血红蛋白可能比简单的氧传感分子以外的东西。

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低点和血红蛋白研究的高点

因此,西里尔,我想你感到高兴和满意的研究一生围绕着血红蛋白。一个真正重要的是要证明,它有一个垂直的演变,而不是从某些动物等等横向转移。那么,即使我们不知道详细或许所有各个不同类别的植物血红蛋白的角色,我们已经证明,至少他们的一些主要目的,取得了进展。既然你已经退休了,你可以发表评论,你可能为高点和低点看待?

好了,让它很短,最低点是可怕的时期后,我的荣誉学位,导师消失谢菲尔德和我漂泊了好几年。后期高点来到时,妻子朱迪和我 - 她从学校图书馆工作,我从CSIRO - 决定在60退出正规就业,并有一些乐趣。我们去了两次世界各地。我们结束了在刘易斯的北端外赫布里底群岛的对接至极。后来我们参观,并在对艾莱依每个麦芽威士忌酿酒厂喝着。我们参观了世界各地的实验室在那里我与前和未来的同事互动,敦促他们到植物血红蛋白,其中一些坚持合作研究。然后我们回到莫卢亚我们现在生活,我们仍在享受生活非常多。

我们在这里,四年前,我们的第80个生日和我们的女儿戴安娜的50的庆祝活动。

西里尔,非常感谢你的同意今天接受采访。我真的很喜欢它,我觉得自己好这样做。

谢谢你,吉姆。这的确是已经与某人担任刺激的荣誉和令人兴奋的你,尤其是一个谁可以通过我的古怪风格看,意识到我犯了知识的有益贡献。

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leghaemoglobin 是含铁的卟啉的蛋白质,在感染了固氮细菌根瘤菌豆科植物的根瘤形成。 (这个词来自豆科+血红蛋白。)它是两个生物体的共生的乘积:豆科植物本身和根瘤菌存在于植物的根瘤。 leghaemoglobin对氧有很高的亲和力。它的功能被认为是在这样的方式输送氧的细菌(其呼吸作用需氧)该固氮酶,固氮(其通过暴露于高氧破坏),保持不受影响。 leghaemoglobin在化学上和结构上类似于动物血红蛋白和肌红蛋白,以及与它们相似的颜色为红色。

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