吉尔曼和马丁·罗德贝尔荣获1994年诺贝尔生理学或医学奖

1941年7月1日，吉尔曼出生在美国康涅狄格州纽黑文，父亲在当地经营乐器商店几乎可以演奏任何乐器，母亲是著名的钢琴家。从小吉尔曼即受家庭影响爱上音乐。但他在离开耶鲁大学协奏乐队之后即不再演奏任何乐器，也并没有走上音乐之路。由于吉尔曼的父亲同时还是耶鲁大学生理学博士，在耶鲁药学院主要从事“犬胃分泌物的化学和生理”的研究，并受聘哥伦比亚大学内科医生和外科医生学院的教授以及担任新阿尔伯特·爱因斯坦医学院的药理学创始主席。吉尔曼逐渐转向他的另一个爱好——生物化学。

吉尔曼

从康涅狄格州沃特敦的塔夫特学校毕业后，吉尔曼考入耶鲁，主修生物化学。在耶鲁期间，他总是第一个挤进亨利·A·哈伯里(HenryA.Harbury)教授的课堂，在那儿他系统地学习了蛋白质化学和热力学的知识，并有机会第一次真正独立在实验室工作。1962年大学毕业后，吉尔曼先是进入纽约伯劳斯·韦尔康的实验室工作，之后受聘到克利夫兰的凯斯西储大学(Case West Reserve University)研究循环AMP(CAMP)。在此期间，他遇到了后来的合作伙伴——马丁·罗德贝尔。

马丁·罗德贝尔出生在马里兰州，他的父亲是杂货店老板，父母都是犹太人。高中毕业后，马丁·罗德贝尔考入约翰霍普金斯大学，对生物学和法国文学有浓厚的兴趣。1944年在第二次世界大战期间，他参军成为了一名美国海军无线电操作员，研究工作也因此中断。1946年，他重新回到霍普金斯并在1949年获得了生物学学位，1954年在华盛顿大学获得生物化学博士学位。1954到1956他在伊利诺伊大学Urbana-Champaign分校做博士后的研究工作。1956年罗德贝尔成为国立心脏研究所的生物化学家，1985年罗德贝尔成为国家环境卫生科学研究所所长，他在这里工作一直到1994年退休。从1991年到1998年，他还兼任杜克大学细胞生物学教授和北卡罗来纳大学教堂山分校药理学副教授。

罗德贝尔

20世纪60年代，越来越多的人将计算机科学和生物学之间进行类比。罗德贝尔认为计算机和生物有机体的基本信息处理系统是相似的。他断言，个体细胞类似的控制系统由三个不同的分子组成：鉴频器，传感器和放大器（也称效应）。鉴频器，或细胞受体，接收外界信息的细胞；细胞传感器处理这信息，穿过细胞膜；与放大器加剧这些信号来启动细胞内的反应或发送信息到其他的细胞。为了使有机体发挥作用，信号通过电流和特殊分子在人体各器官和细胞之间传递。吉尔曼和马丁·罗德贝尔展示了通过细胞壁传递信号的方式。1969年12以及1970年1月，罗德贝尔与实验室的团队一起研究激素对老鼠肝细胞膜受体的影响。罗德贝尔新发现的ATP（三磷酸腺苷）有逆转胰高血糖素的细胞受体结合的作用，因此完全从细胞中分离胰高血糖素。他接着指出，反向绑定过程中GTP（鸟苷三磷酸）几乎是ATP速度的一千倍。罗德贝尔推断GTP可能是从细胞受体中游离胰高血糖素的活性生物因子。他发现GTP刺激鸟嘌呤核苷酸活性蛋白，对细胞代谢产生深刻影响。这时吉尔曼发现蛋白质相互作用与GTP启动细胞内的信号级联反应，从而取名为G蛋白。

G蛋白偶联受体的信号转导方式

G蛋白是指能与鸟嘌呤核苷酸结合，是具有GTP水解酶活性的一类信号转导蛋白。G蛋白参与的信号转导途径在动植物体中是一种非常保守的跨膜信号转导机制。当细胞转导胞外信号时，首先由不同类型的G蛋白偶联受体(GPCRs)接受细胞外各种配基(胞外第一信使)，然后受体被活化，进一步激活质膜内侧的异三聚体G蛋白，后者再去激活其下游的各种效应器，产生细胞内的第二信使。从而将信号逐级传递下去，调节生物体的生长发育过程。截止2018年，FDA批准的G蛋白偶联受体（GPCR）相关靶向药物共计475个，占FDA批准的所有药物的34%。

因为发现了G蛋白以及其在细胞信号转导中的作用，评委会将1994年诺贝尔生理学或医学奖授予吉尔曼和马丁·罗德贝尔。

资料来源：腾讯、豆丁、健康人文

整理：朱燕芳