大卫·金士顿教授从1960年至2020年间对天然化合物进行了长达60年的研究,累计被引1万2千多次,H指数55。回顾他的研究生涯,无处不是对天然化合物研究深深的热爱。同时,也折射了天然化合物研究领域的发展以及研究方法进步的脉络。
大卫和天然化合物的缘分始于1960年的春天。那是大卫在剑桥大学学习的最后一年,他参加了一个关于天然化合物的课程。该课程由诺贝尔奖得主亚历山大托德教授(后来的托德勋爵)讲授。随后,大卫进入托德课题组攻读博士学位,使用核磁共振仪开展昆虫色素的研究。毕业后,大卫和约翰·M教授共事了一年,在布坎南麻省理工学院生物化学司进行FGAR氨基转移酶的研究。在麻省理工的这段时间,大卫不但确认了自己对天然化合物研究的热爱,更是找到了一生挚爱——妻子贝弗莉。
昆虫色素结构
昆虫色素的NMR谱图
大卫的第一个独立职位始于1966年纽约州立大学奥尔巴尼分校的化学系。这段时间,质谱仪介入了大卫对有机化合物以及新天然化合物的研究。1968年,在新汉普顿学校(新罕布什尔州)的一次关于类固醇和其他天然化合物研究的会议将大卫的研究方向引导到了抗癌天然化合物方向上。1971年,沃尔和瓦力发表了抗癌药物紫杉醇的分离和结构确认相关工作成果,大卫对紫衫醇的独特结构产生了巨大兴趣。1971年在合作者哈特威尔博士的帮助下,大卫拿下了自己的第一个NIH R01基金,并搬到了弗吉尼亚理工大学担任化学系助理教授。1977年,大卫当评弗吉尼亚理工大学化学系教授,1999年,大卫当评弗吉尼亚理工大学杰出教授。
自1971年起,大卫在弗吉尼亚理工大学就virginiamycin M1的生物合成、the fecapentaenes、紫杉醇、药物发现、抗疟天然化合物等方向开展研究,取得了一些列科研成果。
维吉尼亚霉素的结构
回顾自己长达六十年的研究,大卫总结到:
“当我回顾过去60年我在自然化合物研究的工作时,我深怀对200名研究生和本科生、博士后、同事、访问学者和实验室技术人员的感恩之情。他们做了以上总结中的大部分工作,以及许多其他没有提及的工作。没有致谢部分列出的慷慨的财政支持,这些工作也是做不到的。我也很感激能够在弗吉尼亚理工大学化学系同事们创造的高度支持性的环境中工作,每天都很高兴来上班。”
“在我的职业生涯中,我学到的一个关键经验是:与生物学家和其他研究者合作的重要性。我在剑桥大学其著名的独立研究小组接受训练时,在化学系没有一个天生的‘内部’合作者。最初的研究都是单独的努力。一旦我意识到了合作是重要的,我的工作几乎完全以合作的形式开展,并大大受益于此。这种领悟使我建议在2011年建立弗吉尼亚理工大学药物发现中心。该中心为许多合作项目提供了种子研究资助计划,并持续促进弗吉尼亚理工大学的药物发现研究。”
“我工作的另一个经验是:NMR和质谱等工具在60多年里取得了巨大的进步,天然化合物研究受益于此。即使40MHz和100MHz 的 1H NMR光谱仪也帮助研究者完成了erythroaphin和ostreogrycin A的结构确认。今天天然化合物的研究人员可以使用在600−1000MHz范围内运行的 1H NMR光谱仪在微克样本量上进行结构确认。质谱学的力量也显著增强,LC-MS是用于分析复杂混合物(比如植物提取物)中天然化合物的常规工具。”
“最后我想说的是:我研究天然化合物的动机是审美、实用和精神的结合体。在审美方面,我一直很喜欢天然化合物复杂的结构之美。在实用方面,天然化合物是新药的的重要来源。拉奥在我的小组发现了现在被称为纳帕布卡辛的化合物,该化合物已获得美国食品和药物管理局孤儿药物认证。在精神方面,我从德国科学家约翰·开普勒(1571−1630)那里得到了启发。约翰·开普勒是一个才华横溢的天文学家和数学家,他发现了行星运动定律,并证实了哥白尼的理论——地球围绕着太阳旋转。他还是一个虔诚的信义会基督徒,他形容自己的研究为‘思考上帝的思想’。作为一个基督徒,我知道天然化合物是上帝创造的一部分,因此它们非常值得研究。
-
J Hazard Mater(IF=13.6) | 蛋白质磷酸化:大麦应对纳米塑料与氧化锌纳米粒子的关键调控因子纳米材料作为纳米技术发展的物质基础,已在多个领域得到广泛应用。在农业方面,氧化锌纳米颗粒(ZnO nanoparticles, ZnO NPs)可用作纳米肥料施用,能够增加植物的光合碳同化、水分利用效率和胁迫抗性。2024-03-12
-
Cell揭秘,发现准妈妈补充叶酸的“真相”无论是影视作品中还是日常生活中,我们能经常看到备孕期、怀孕期的准妈妈会主动补充叶酸,但是叶酸是什么呢?为什么准妈妈们要补充叶酸呢?叶酸有什么作用呢?补充的叶酸对于怀孕过程和小宝宝的生长有什么影响呢?2024-03-05
-
国自然热点:黄芪新发现,逆转心肌梗死后重构,改善心功能该研究发现新型小分子黄芪甲苷(Astragaloside IV)衍生物HHQ16通过与长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)-lnc4012/9456特异性结合导致其降解,进而拮抗G3BP2/NF-κB信号通路信号传导2024-02-27
-
项目文章 | 基于靶向代谢组学鉴定肠炎沙门氏菌污染鸡的生物标志代谢物肠炎沙门氏菌(S.enteritidis)是一种严重威胁畜牧业和人类健康的人畜共患病原体,它引起的污染已成为中国乃至世界细菌性食物中毒的主要原因。本研究旨在研究肠炎沙门氏菌在鸡体内的代谢特征,寻找肠炎沙门氏菌在鸡体内的代谢标志物。2024-02-22
-
项目文章(IF=18.9) | 中科院微生所仲乃琴团队在马铃薯疮痂病方向新突破马铃薯作为世界第四大粮食作物,在保障人类粮食供应稳定方面发挥着重要作用。然而,由致病性链霉菌(Streptomyces)引起的马铃薯普通疮痂病(common scab, CS)在全球范围内均有发生,且危害逐年增加。2024-01-25
-
干货分享 | 5min带你认识简单好用的通路数据库——ReactomeReactome数据库交叉引用了100多个不同的在线生物信息学资源,包括NCBI、Ensembl和UniProt数据库、UCSC基因组浏览器、ChEBI小分子数据库和PubMed文献数据库等。2023-08-23
-
科研加速宝典 | 跟着CNS学习肠菌研究策略“肠道菌群与人体健康关系的研究”被列入 Science 杂志报道的十大科学进展,对肠道菌群的研究早已成为科学热点之一。2023-08-23