杰克·鮑德溫（1938—2020）

編譯 許林玉

杰克·鮑德溫是著名的有機(jī)化學(xué)家，其創(chuàng)立的規(guī)則為天然產(chǎn)物的合成做出了巨大貢獻(xiàn)。

杰克·鮑德溫（Jack Baldwin）曾直截了當(dāng)?shù)刂赋觯骸盎瘜W(xué)就是創(chuàng)造出從未存在過的物質(zhì)。”鮑德溫最負(fù)盛名的成就是制定了一套預(yù)測合成過程中原子（主要是碳）連接成環(huán)的可能性的規(guī)則，而環(huán)是許多生物分子和藥物的結(jié)構(gòu)特征。2020年1月4日，鮑德溫與世長辭，享年81歲。

1976年，鮑德溫制定的規(guī)則（也稱為鮑德溫規(guī)則）公開發(fā)表，內(nèi)容篇幅僅為三頁。這套規(guī)則對于制藥和農(nóng)業(yè)化學(xué)工業(yè)的有機(jī)合成工藝至關(guān)重要，也是從化學(xué)的角度理解生物學(xué)的關(guān)鍵所在。他還熱衷于探索大自然如何形成研究人員無法制造的化學(xué)物質(zhì)，并因此產(chǎn)生了“仿生”合成理論：在實(shí)驗(yàn)室里利用自然原理來改進(jìn)生物分子的生成。他特別喜歡挑戰(zhàn)“火星分子”——他用這一術(shù)語來稱呼那些難以通過生物合成制造的天然產(chǎn)物。

鮑德溫對環(huán)興趣濃厚，這促使他對β-內(nèi)酰胺類抗生素（其中最著名的是青霉素）進(jìn)行研究。鮑德溫揭示了酶作用的機(jī)制，而這種酶作用可促進(jìn)青霉素分子中心兩個(gè)環(huán)的形成。后來，其他人發(fā)現(xiàn)，許多生物過程都涉及相關(guān)的酶的作用，包括人體對低含氧量這一狀況的反應(yīng)。

鮑德溫1938年出生于倫敦，后進(jìn)入倫敦帝國理工學(xué)院攻讀化學(xué)，并獲得博士學(xué)位。他的導(dǎo)師德里克·巴頓（Derek Barton）是構(gòu)象分析的先驅(qū)，后來榮獲諾貝爾獎(jiǎng)。構(gòu)象分析理論認(rèn)為，分子的反應(yīng)性可以預(yù)測其首選的三維形狀。巴頓對鮑德溫的事業(yè)影響深遠(yuǎn)。

在帝國理工學(xué)院工作了四年之后，鮑德溫到美國待了十多年。他先是任職于賓夕法尼亞州立大學(xué)，而后進(jìn)入麻省理工學(xué)院（MIT）。MIT為鮑德溫配備了一個(gè)才華橫溢的年輕團(tuán)隊(duì)和最先進(jìn)的儀器，這使得鮑德溫的工作在那段時(shí)間極富成效。為了詳細(xì)闡釋原子在有機(jī)反應(yīng)過程中的排列方式，他將理論和幾何因素與結(jié)構(gòu)信息結(jié)合起來。他的團(tuán)隊(duì)利用核磁共振和X射線晶體學(xué)等技術(shù)獲得了這一結(jié)果。在MIT，他創(chuàng)造了一種仿生分子——當(dāng)氧與鐵結(jié)合時(shí)，這類分子就像血液中的血紅蛋白一樣，能夠可逆地結(jié)合。

1978年，鮑德溫被聘請為英國牛津大學(xué)戴森·佩林斯實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人。憑借自己的科學(xué)抱負(fù)以及為實(shí)驗(yàn)室配備的先進(jìn)設(shè)備，鮑德溫改變了有機(jī)化學(xué)在牛津大學(xué)的地位。他的許多學(xué)生后來成為世界各地的研究翹楚。他的實(shí)驗(yàn)室成果卓著，他也因此成為至少700篇論文的作者。1988年，他出任牛津大學(xué)分子科學(xué)中心的創(chuàng)始負(fù)責(zé)人，并在該職位上工作了10年。通過該中心的努力，牛津大學(xué)將物理學(xué)和生物科學(xué)聯(lián)系起來。

20世紀(jì)40年代，牛津大學(xué)的科學(xué)家在青霉素的提取、測試和結(jié)構(gòu)分析方面發(fā)揮了開拓性作用，鮑德溫也因此受到鼓舞。他試圖從頭開始制造這種藥物。他尊重微生物生產(chǎn)分子的效率最優(yōu)工藝流程——即使是在今天，大多數(shù)青霉素抗生素仍然是通過發(fā)酵工藝生產(chǎn)而成。他由此踏進(jìn)了仿生合成領(lǐng)域。對于構(gòu)造復(fù)雜多環(huán)結(jié)構(gòu)的方法，他最喜歡采用的是模仿自然策略，構(gòu)建一個(gè)相對簡單、卻極有可能僅需單一步驟的反應(yīng)就能獲得多個(gè)環(huán)的線性框架。他通過這種方法獲得了許多“火星分子”，包括從海綿和稀有雨林植物中提取的獨(dú)特生物堿。

鮑德溫很少有時(shí)間參加牛津大學(xué)的學(xué)術(shù)會(huì)議。如果參加的話，他會(huì)暢所欲言，在科學(xué)辯論中可能顯得咄咄逼人。在其強(qiáng)勢的領(lǐng)導(dǎo)風(fēng)格背后，是他對待下級(jí)同事的慷慨大方。盡管他憑借自己的杰出成就獲得了諸多榮譽(yù)，包括1997年的爵士頭銜，但他仍然全身心投入研究工作，從未在那些大名鼎鼎的各類委員會(huì)中謀求一席之地。他積極投身于化學(xué)工業(yè)，并竭力捍衛(wèi)化學(xué)工業(yè)在社會(huì)中的地位，并鼓勵(lì)學(xué)生從事工業(yè)工作。

資料來源 Nature