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周廷冲

周廷冲,生化药理学家。多年以来,一直从事生物活性因子的分子生物学研究,首次阐明梭曼膦酰化乙酰胆碱酯酶的老化机制,证明梭曼膦酰化酶老化的实质是毒剂残基上特己氧基的去烷基反应,从而为毒剂防治中的药物设计指明了方向。1980年当选为中国科学院院士。

周廷冲,1917年3月6日出生于浙江省新登县(现杭州市富阳区新登镇官塘村周家)。1930-1935年就读于嘉兴市秀州中学。1935年,在上海医学院求学时,与学校的一批进步同学及我党在上海医学院的地下组织有密切联系。1940年,大学最后一年在中国红十字会救护总队附属医院实习,他曾和计苏华(地下党支部书记)参加中国红十字会救护队,任小队长,到前线做医疗救护工作。

周廷冲的夫人为黄翠芬女士(1921~2011)则是中国工程院院士、中国基因工程的创始人之一,夫妻俩也是中国人民解放军第一对院士夫妇。

周家的家规几近苛刻,周文卿虽经商,但其4子均学业有成。据周廷文回忆,周廷冲排行老二;老大廷立毕业于南开大学;老三廷丙毕业于原中央警官学校,后担任黄埔军校上海分校教官;老四廷石是新中国享受国务院特殊津贴的高级工程师,在西南地区专业从事地质勘探 [1]

1942~1944年,在重庆歌乐山中央卫生实验院药理学室工作期间,曾为八路军办事处完成“食盐安全”化验工作。1945年4月,在英国牛津大学贝利奥学院进修,获药理学博士学位。1948年,在美国康乃尔大学酶化实验室从,事酶学研究。并在芝加哥参加了中国共产党的外围组织“中华自然科学工作者协会”。1949年,在美国波斯顿麻省医院从事生物化学研究。

中华人民共和国成立后,他和妻子黄翠芬怀着满腔的爱国热情,放弃在美国的优厚待遇,谢绝导师及亲友的挽留以及新加坡的高薪聘请,毅然决定回国为建设祖国贡献力量。

回国前,周廷冲拒绝到协和医学院当教授,而宁愿到山东白求恩医学院工作。这件事引起了美国联邦调查局的注意,其回国受到美国移民局的阻挠和刁难。他求助于导师李普曼,向他表明自己回国参加祖国建设的迫切心情。在李普曼教授的帮助下,他携同妻子购买了由美国旧金山开往天津的货船散票,冒着被移民局搜捕的危险,漂洋过海历时56天回到了祖国。

周廷冲回国后,立即到山东白求恩医学院工作,积极筹建药理教研室并编写药理学讲义。1953年,他被调到成立不久的军事医学科学院组建药理系,领导血吸虫病防治研究工作。他与苏联专家凯林共建毒理学实验室,并举办我军第一期“防化毒理训练班”,为我军培养了第一批军事防化毒理学专业人才。1956年,他以中国军事医学代表团团员身份赴苏联考察访问。军事医学科学院迁京后,药理系、药物系及化学系合并扩大,成立药理毒理研究所(又名毒物药物研究所)。他先后任第二大组(相当于研究室)组长等职。

当时他领导开展了芥子气的预防与治疗及火箭推进剂的毒理学及防治研究、神经性毒剂生化作用机理研究、抗疟药研究等军事医学中的迫切课题。但是,由于极左思潮的影响,周廷冲长期受到“任务与学科的矛盾”、“理论脱离实际”等狭隘偏见的困扰,以及行政对具体科研工作的干涉,并多次受到批判。“文化大革命”期间,他又遭受极端错误的批斗,1979年才得以平反恢复名誉。

1970年周廷冲被调往国防科委十三院四所任副所长。由于没有实验室,他只得教授英语和在药理学学习班教课,这样渡过了大约7个年头。直到1978年他才重新回到军事医学科学院药理毒理研究所,继续中断已久的科研工作。这时,已届花甲之年的周廷冲痛感所剩时间不多,决心以有生之年为“四化”加倍拼搏,积极为军事医学科学院的科研和建设出谋划策。他复职药理毒理研究所副所长后,着手恢复学科专业实验室,配备研究班子,开展对外学术交流。1979年他又受命组建基础医学研究所,任第一任所长。1979年、1984年,曾出访法国、比利时及日本,两次参加李普曼学术讨论会。1981年赴美,参加美国毒理学会第20届会议及有机磷中毒防治专题讨论会,并在美做短期考察。1984年心脏病发作,由于健康原因不再担任所长职务,而专门从事科研工作。

1917年3月6日 生于浙江省新登县(现杭州市富阳区新登镇)。

19351941年 在上海医学院(现为上海医科大学)医本科学习。

19401941年 7月在中国红十字会救护总队附属医院实习。

19421944年 在中央卫生实验院药理学室工作。

19451947年 在英国牛津大学贝利奥学院进修,获药理学博士学位。

1948年 在美国康乃尔大学酶化学实验室从事酶学研究。

1949年 在美国波士顿麻省医院生物化学实验室从事生物化学研究。

19501953年 任山东白求恩学院(现为山东医科大学)药理学教研室教授及主任。

19531957年 任中国人民解放军军事医学科学院药理系主任。

19581969年 先后任药理毒理研究所副所长兼生化药理室主任。

1970年2月1977年1月 任国防科学委员会第十三研究院四所副所长。

1978一1984年 任中国人民解放军军事医学科学院基础医学研究所所长、兼生化药理研究室主任。

1980年 当选为中国科学院院士(学部委员)。

1984年 任中国人民解放军军事医学科学院研究员。

1996年10月20日,周廷冲因病在北京逝世,享年79岁。

周廷冲是中国科学院生物学学部委员,军事医学科学院学术委员会主任,国家生物膜和膜工程开放实验室学术委员,国家北京生物大分子开放实验室学术委员,吉林大学酶工程开放实验室学术委员,还是卫生部福格地基金会评选委员会委员,总后勤部医学科技委员会副主任委员,总后勤部医学科技成果评审委员会委员,第四军医大学兼职教授,国务院学位委员会第一届、第二届学科评议组成员,河北省水产研究所学术顾问。

周廷冲曾担任过中国药学会副理事长,中国药理学会常务理事及副主任委员,北京生物化学会副理事长,中国生化学会理事, 《中国药理学报》 、 《中国科学》 、 《科学通报》及《生物化学与生物物理学报》编委, 《生物化学杂志》副主编。

周廷冲领导的研究室因在梭曼磷酰化乙酰胆碱酯酶老化机理研究中做出显著成绩,1963年,被军事医学科学院授予集体三等功。1987年,周廷冲因培养研究生成绩显著荣立三等功,1987年,他的《梭曼与乙酰胆碱酯酶作用的生化机理》成果获国家自然科学奖二等奖及军队科技大会二等奖,他于1989年荣立二等功。

周廷冲是中华人民共和国第一代有成就的科学家之一。他在美国博士后研究阶段,在诺贝尔奖金获得者生物化学大师、辅酶A的发现者李普曼教授的实验室里做出了出色的成绩。1949年3月,周廷冲进入李普曼教授的实验室时,正值一个轰动整个生化界的划时代成就的形成时期一个新的辅酶(CoA)刚被发现和命名。但这时对辅酶A作为乙酰基载体的机制尚未充分研究,对辅酶A在中间代谢中的通用性也不甚了解。周廷冲的任务是证实李普曼的预测,进行与辅酶A有关的供体酶和接受体酶的研究。他分离了乙酰硫激酶,成功地证明了细菌的供体酶系统(乙酰基活化酶和辅酶A及乙酰磷酸)可以代替三磷酸腺苷辅酶A乙酸盐乙酰硫激酶供体系统,与鸽肝接受体酶系统杂交,完成了芳香胺的乙酰化反应。并与苏达克首先发现了氨基葡萄糖的乙酰化反应。他阐明了乙酰基活化的两步酶催化反应,即先在供体酶系统催化下,将供体的乙酰基转移给辅酶A,生成乙酰辅酶A,再在接受体酶系统催化下,将乙酰辅酶A的乙酰基转移到接受体上,从而完成乙酰比反应。杂交实验的成功说明乙酸的活化及利用是由两个独立的酶系统完成的。细菌中活化反应的酶系统和动物中利用乙酰辅酶A的酶系统间可以偶联。生物界乙酰载体反应系统具有通用性。李普曼对他的这一工作曾给予了很高的评价。李普曼逝世前半年在《崛起时代的漫长生活》一文的首页上,写到:“赠给周廷冲,您曾帮助我辨析中间代谢的迷津。”

周廷冲十分关心人才培养,他痛感“文化大革命”耽误了一代年轻人的成长,认为要建设现代化的社会主义国家,必须尽快培养出又红又专、德智体全面发展的科研人才,期望我们的科技队伍不仅后继有人,而且要青出于蓝而胜于蓝。目前他已培养硕士研究生6名,博士生4名,正在培养博士研究生4名,博士后2名。

周廷冲对研究生要求严格,坚持“一放手、二启发”的原则,鼓励他们动脑筋,勤思考。他常说,学问就是既要学又要问,并强调研究生自己的动手能力。一次一个研究生因实验用的蚯蚓肌肉标本自发活动严重影响实验进行,周廷冲启发他解放思想尝试多种办法。这个研究生试用40℃去处理肌肉,这一温度远远超过了蚯蚓的生存温度。然而,经处理的标本的自发活动竟然消失,并且出现了奇怪的现象,即抑制剂在标本上原有的效应丧失,却留下了乙酰胆碱的效应。正是在这个基础上,经过深入研究,在蚯蚓背肌上发现了梭曼的特异性结合部位。梭曼与此特异性部位结合后,可引起肌肉收缩。而这一反应证明与乙酰胆碱受体、乙酰胆碱酯酶、谷氨酸受体及,氨基丁酸受体无关。

在药理学领域造诣很深,对中国药理学的发展做出了卓越贡献。如今他已年逾古稀,仍潜心于科研事业,并热情指导研究生。几十年来,他在医学科学研究中走过了漫长而曲折的道路。他感慨地回忆起1950年回国后一直到今天,真正从事科学研究的时间是不多的。他常以法国科学家巴士德在1892年70寿辰时给青年人的一段讲话自勉并勉励别人:“不论你们从事何种工作,都不要被非难和无聊的怀疑所动摇,不要让自己因国家所经历的一时忧患而沮丧。当生活于实验室和图书馆的宁静之中时,先问问自己为学习做了些什么。当你们逐渐长进时,再问问自己为祖国做了什么。直到有一天,你们可以因自己对人类的进步和幸福做了贡献而感到巨大的幸福”。

梭曼是神经性毒剂中最难防治的一种毒剂,梭曼膦酰化乙酰胆碱酯酶由一种可以被重活化的状态迅速转变为一种不能被重活化的状态(老化现象),是棱曼难以防治的重要原因。但在60年代初期,对梭曼膦酰化酶的老化机制是不清楚的。周廷冲敏锐地抓住这一课题,参照二异丙基氟磷酸酯及沙林的老化研究文献,组织人员进行酶的提纯,采用同位素示踪技术研究梭曼膦酰化乙酰胆碱酯酶老化的机制。实验证明,梭曼磷酸化酶老化的实质是毒剂残基上烷氧基团的去烷基反应,而梭曼磷酰化酶不能被重活化,是由于老化反应太快的原因,而且这一反应是受乙酰胆碱酯酶自身催化的。这一结论的理论意义在于它阐明了梭曼膦酸化乙酰胆碱酯酶老化的分子基础。这是防化医学中的重大进展,在国际上居领先地位。这一成果的实用意义在于指出重活化剂的研究对梭曼膦酰化酶将是徒劳的,梭曼中毒的防治研究应用从中毒过程的其他环节加以解决,从而给药物设计指明了方向。

周廷冲领导的小组还发现梭曼等有机磷毒剂一个致死剂量以上引起中毒时,组织中有游离毒剂存在。梭曼等有机磷毒剂的水解产物在有胆碱酯酶存在的条件下,可以被G类毒剂水解酶催化重新合成毒剂。这些发现丰富了有机磷毒剂毒理学的内容,在国际上居领先地位。

他的实验小组还发现了有机磷毒剂中毒的离体膈肌功能的老化现象,观察到氟甲磷酸酯同系物中毒时,膈肌功能的老化规律与磷酰化乙酰胆碱酯酶的变化完全一致,但甲磷酸特己酯类似物中毒时,两者非常不同。除梭曼外,其他甲磷酸特己酯中毒膈肌却很容易被重活化。这一点在国外至今未见报道。

此外,在梭曼及类似物与膦酸化乙酰胆碱酯酶老化之间的规律性的阐明,梭曼中毒时蚯蚓背肌中胆碱能系统介导的三磷酸腺苷的减少,电鳐电器官乙酰胆碱酯酶活力中心部位疏基的发现等方面的工作,在国际上也都居领先地位。

1987年,“梭曼与乙酰胆碱酯酶作用的生化机理”获国家自然科学二等奖及军队科技大会奖二等奖。

G类神经性毒剂CH3ROP(O)F是一类强烈的胆碱酯酶抑制剂。它在体内或体外可被G类毒剂水解酶催化水解成无毒产物。此酶广泛分布于动植物及微生物界。50年代末,周廷冲设想用纯化浓缩的G类毒剂水解酶或许可以作为G类神经毒剂的解毒剂而用于中毒的预防或治疗,因而组织大家部分提纯了这种酶,制成生物制品。实验结果果如所料,在家豚鼠等多种动物身上证明,当注射剂量足够时,可对抗1个致死量的梭曼中毒,动物存活良好,不出现任何症状。这一实验结果当时在国际上是领先的。到目前为止,提纯所用的酶源是猪肝鱿鱼神经节及蟾蜍血清,对人体来说均属异性蛋白,故不能用于人体。但它开辟了以生物制品用于神经性毒剂防治的一个新的方向。现在正在利用人血清高密度脂蛋白为材料深入研究,并考虑用基因工程方法制备人肝G类毒剂水解酶

糜烂性毒剂是一类毒性很大的持久性毒剂,可通过多种途径进入体内,引起机体严重损伤甚至死亡。第一次世界大战中,硫芥中毒伤亡占总伤亡人数的一半。此后,帝国主义国家积极研究,并在第二次世界大战中制备了大量的此类战剂,美军曾称之为毒剂之王。战后关于硫芥的资料陆续公开,但关于其中毒的防治研究各国仍保守秘密。在这样的形势下,我军决定对糜烂性毒剂的损伤和防治开展研究。周廷冲等在50年代末及60年代初期,领导这一课题的开展。他们观察不同动物中毒规律,进行不同染毒途径中毒动物的实验治疗,进行硫芥毒理学、硫芥解毒药的筛选、解毒药的药理及临床疗效研究,评价了中药处方300余个及西药处方100余个,最后提出了能救治一个致死量硫芥中毒的方案。

周廷冲善于捕捉科研中的契机,并勇于大胆设想,大胆探索。他认为科学研究要有好的构思,但也需要有效的方法。1944年,他在建立阿米巴痢疾动物实验模型时,将患者大便接种到小狗直肠内,可是不到5分钟小狗就排便,痢疾原虫不能定居,实验未能成功。他经常思考这一难题,一天晚上在读到吗啡的药理作用时,突然想到利用吗啡对肠管平滑肌的抑制作用是否可延缓小狗的排便呢?于是立即进行实验,先注射吗啡,一刻钟后接种含有阿米巴原虫粪便。果然排便时间延长,小狗一周后便血,镜检阳性,因而成功建立实验性阿米巴痢疾动物模型。

1945年,英国牛津大学药理学实验室的科研人员向大鼠膈神经膈肌标本浴池中任意或供用纯氧或95-氧气与5-二氧化碳的混合气体。周廷冲在实验中得到一个印象,二者对实验结果产生不同的影响。他的指导教授伯恩当时否定了他的想法。但他要弄个究竟,于是精心安排了几次实验,结果发现使用纯氧时标本浴池中的pH约为8.8,而用氧及二氧化碳混合气体pH为7.6。后者确实可增强箭毒的作用。

乙烷二硫代膦酸二钠C2H5P(O)(SNa)2是有效的对抗硫芥中毒的药物,给予大白鼠0.5g/kg剂量能对抗一个致死量硫芥中毒。后来在家兔及狗的实验中却发现此药不但不能挽救硫芥中毒动物的生命,反而促进其死亡,而药物对照组并不显示明显毒副反应。受治疗动物出现兴奋和呕吐,尸检时发现消化道平滑肌痉挛并有肠套叠发生。周廷冲敏锐地意识到这是副交感神经功能亢进的症候。检查血液发现胆碱酯酶活性消失,他由此推想乙烷二硫代磷酸二钠在体内可能与硫芥结合,生成一个类似神经毒剂的化合物C2H5PS(O)SCH2CH2S+(CH2)2,硫代磷(磷)酸盐有可能作为工具药用于硫芥侦检。后来别人的实验完全证实了这一预想。同时还参与了红宝太和胶囊的效果鉴定工作。

1 周廷冲,李家彬张昌绍.《夹竹桃之强心作用》实验卫生,1945,2(2):410.

2 张兆耕,周廷冲.《对氯汞苯甲酸对电鳐乙酰胆碱酯酶活性区域的影响》军事医学科学院院刊,1980,3(11):261266.

3 孙曼霁,周廷冲.《乙酰胆碱酯酶的结构和功能》生物物理和生物化学进展,1981,(3):114.

4 周建群,周廷冲.《蚯蚓背肌胆碱能受体的药理学性质及梭曼直接作用的进一步证实》军事医学科学院院刊,1982,(2):155-158

5 孙曼霁,周廷冲.《有机磷毒剂与胆碱酯酶的作用方式》中国药理学会主编药理学进展.北京:人民卫生出版社,1982:2949.

6 孙曼霁,张兆耕,肖美珍等.《膦酰化乙酰胆碱酯酶的老化机制》(1963年完成).海洋药物杂志,1982,3:16.

7 赵新如,孙曼霁,周廷冲.《甲膦酸特已基酯在大鼠体内的代谢》(1964年完成).中国药理通讯,1983,1(1):1112.

8 张兆耕,孙曼霁,施凛荣等.《有机磷毒剂中毒动物体内的游离毒剂》(19611963年完成).中国药理通讯,1983,1(1):811.

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10 朱荣新,王利平,周廷冲.《蚯蚓背肌在梭曼中毒对ATP含量的变化》中国药理学报,1985,6(1):610.

11 宋烈昌,周廷冲.《外周型苯二氮卓结合部位具有生理功能吗?》生理科学进展,1988,19(1):7072.

12 乐飞,张兆耕,周廷冲.《“外周型”与“中枢型”苯二氮?受体在化学修饰上的差别》中国药理学报,1988,9(4):289292.

13 蔡宁生肖文彬,周廷冲.《内源性γ-氨基丁酸受体结合抑制物对大白鼠血压的影响》中国药理学报,1989,10(2):101103.

14 倪燕,孙曼霁,周廷冲.《Poly(A)十mRNA翻译产生的GABA受体-氯离子通道的复合体》中国药理学与毒理学杂志,1990,4(2):8185.

15 管恩南,周廷冲.《抗人表皮生长因子受体单克隆抗体的制备、鉴定及初步应用》生物化学杂志,1990,6(1):3238.

16 管恩南,周廷冲,王晋海等.《抗EGF受体单克隆抗体对人鼻咽癌及其他肿瘤细胞生长的影响》中国科学B辑,1990,(1):5863. [2]

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