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焦瑞身
來源:互聯網

焦瑞身(1918年9月13日-2009年12月22日),中國杰出的微生物學家,長期從事微生物生理生化和生物工程的基礎性研究。成功組織了1997年第十屆放線菌生物學國際研討會。焦瑞身教授在微生物學研究方面的貢獻,使他被美國微生物學會選為名譽會員,并連續兩屆當選上海市人大代表。他的研究不僅推動了微生物學基礎理論的進一步研究,還促進了微生物生理學在工業技術推廣中的應用。

人物經歷

生平

1918年9月13日,焦瑞身出生在河北省平山縣的一個普通農民家庭。父母親從未上過學,長年累月忙于田間勞作以支撐沉重的家庭負擔,加上頻繁的軍閥戰亂以及不勝枚舉的苛捐雜稅,生活日益窘迫。但是,他們不愿讓自己的孩子再過父輩們那樣的日子,因此,寧愿苦度借債抵押的艱辛歲月,也要供兒子上學讀書,以盼將來有所作為。

1931年,焦瑞身從回舍鎮高級小學畢業后,考入保定市中學。1936年,以優異成績從保定中學畢業并被錄入清華大學化學系

1937年,學校南遷昆明市,他也來到國立西南聯合大學繼續學習。

大學畢業后,焦瑞身被聘留校當化學系分析化學助教,熱心輔導學生學習和指導定量化學實驗。

1947年,焦瑞身獲得華盛頓州立大學的獎學金,赴美學習生物化學,1年半后獲得化學碩士學位。后轉威斯康星大學攻讀博士學位,1953年獲得生物化學博士學位。

在美國學習期間,焦瑞身積極準備回國,1955年夏與家人離美回國,投身祖國建設。

2009年12月22日逝世。

任職

1941~1946年任國立西南聯合大學化學系助教。

1946~1947年任京師大學堂農科大學助教。

1947~1949年在美國華盛頓州立大學學習,獲化學碩士學位。

1949~1953年在美國威斯康星大學學習,獲生物化學博士學位。

1953~1955年任美國谷物公司高級研究員。

1955~1960年任中國科學院上海植物生理研究所副研究員。

1960年~ 任中國科學院上海植物生理研究所研究員。

科學成就

結合需要推動中國微生物技術工業發展

焦瑞身回國以后任職于中國科學院上海植物生理研究所,主持微生物生理生化的研究。當時,國家處于百廢待興的建設時期。他急國家所急,首先選擇了“丙酮丁醇連續發酵”這一有著重要經濟意義的課題。由于抗生素和化學工業的發展,國家對丙丁醇溶劑的需求量猛增,而市場產品奇缺,在當時中國石油工業尚不發達的情況下,試圖以石油為原料進行溶劑合成,顯然是一條無法走通的路。他的目光轉向原有丙酮丁醇發酵工藝的改造,試圖由“分批生產”變成“連續發酵”。這在國際上尚無先例,不少學者認為在丙酮丁醇連續發酵中,菌體很快衰退,“連續”是行不通的。為了實現這一目標,他帶領了一個小組,深入到中國惟一的生產廠家——上海溶劑廠,與工人、技術人員一起,通過實驗找到了丙酮丁醇連續發酵的理論依據,克服了噬菌體污染、菌體衰退、溶劑產量下降等一系列難題,經過近兩年的努力,終于成功地建立了丙酮丁醇連續發酵工藝,并在100噸發酵罐規模得到實現,溶劑產率比原來提高1倍。這一生產工藝在中國一直應用至今。

20世紀60年代初,中國抗生素工業發展很快,(包括芐青霉素鏈霉素在內的十幾種抗生素已大量生產),技術水平逐漸接近或趕上國際水平。相比之下,維生素工業相當薄弱,維生素B2的發酵效價為每毫升2500單位,不到國外生產水平的一半。改變B2生產的落后狀況成了焦瑞身的又一個攻取目標。他的研究組前后花了3年時間,不僅選育了優良的維生素B2產生菌株,而且,對菌的營養要求、呼吸代謝、形態分化進行了系統的研究,找到了B2合成與菌的生長分化、前體供應、呼吸鏈類型之間的相關性。為了考察這些實驗室的研究成果能否在實踐中得到驗證和應用。1965年,他帶領研究組的科技人員來到天津市的河北制藥廠,深入車間,在生產現場實地研究。他們找到了最佳發酵條件,使中國維生素B2的發酵單位,由每毫升2500單位提高到6000單位以上,最高水平可達到8000單位。不僅摘掉了“落后”的帽子,而且躍居國際先進水平。

此后,焦瑞身根據生產實際的需要,又相繼完成了一批與國民經濟密切相關的項目,其中包括獲中國科學大會獎(1978)的“石油發酵二元酸—人工合成麝香酮”、上海市重大科技成果獎(1984)的“利用酵母突變株Sb724提高乙醇產量”以及上海市科學技術進步獎(1985)的“微生物殺蟲劑成套生產工藝的研究”。

正由于他從青年時期開始,就有一種為國家貢獻力量的愿望和決心,因此,體現在研究工作中課題選定時,總是首先考慮國家的需要。他常常這樣告訴青年人:結合國家需要和學科基礎,選擇重要生產難題,開展實驗室研究并將所得結果用于指導生產難題的解決。國家和科學本身都要求研究者具備這種能力。這也是他對理論來自實踐,又指導實踐的一種理解。

聯系實際深化微生物基礎理論研究

焦瑞身作為一個微生物學家,除了急國家所需,為發展中國的微生物工業作出了貢獻外,他對于結合中國國情,加強基礎理論研究,也有其獨特的見解。他總是將實驗室的理論研究與社會生產實踐看做為統一的相互促進的兩個方面。進入20世紀70年代末期以后,和諧的科學研究氛圍,給焦瑞身和他的研究組帶來了瞄準世界先進水平,把中國抗生素基礎研究搞上去的希望和信心。他并沒有采用國外研究中常用的菌株,重復走別人的老路,而是扎根于國內的力復霉素生產菌。他深入地研究它的生理生化特性以及代謝調節機制,第一次弄清了力復霉素生物合成中間體3-羥基5-氨基苯甲酸(C7N)分子中的來源于谷氨酰胺分子內的胺氮;闡明了氨同化途徑的酶系及其調節以及芳香途徑的調節路線;在國際上首次報道了硝酸鹽對代謝的多效性效應以及促進力復霉素生物合成的機制。作為理論研究,這項工作達到了比較先進的水平,1987年獲得國家自然科學獎二等獎。這一研究成果受到了國際同行的認同,由于該理論對力復霉素生產有指導意義,1992年,韓國微生物學會邀請焦瑞身赴韓進行學術交流,并給他頒發了plaque of Appreciation 榮譽證書。

硝酸鹽對力復霉素生物合成影響的工作中,他并未將目光僅僅停留在促進作用的表面現象上,而是全面分析了與之相關的代謝途徑的變化以及涉及到的谷氨酰胺合成酶、消旋酶、變位酶、多種脫氫酶的生化特性,確定了硝酸鹽的多效性效應。10多年的辛勤研究,終使他在1988年于日本東京召開的“第七屆國際放線菌生物學術會議”上,提出了“硝酸鹽利用調節子”(Nitrate Utilization Regulon)的假說。谷氨酰胺合成酶基因片段和調節片段的分子生物學研究,初步證實了這種調節模式的存在。這些基礎性研究,長期來得到了國家自然科學基金會的支持并被列為國家“八五”規劃重點課題。又例如在酵母轉化正構烷烴長鏈二元酸研究中,發現尿素具有提高轉化效率的作用,經深入觀察,揭示出尿素及其結構相似物和如硫脲、胍的相似功能是在烴的β-氧化和ω-氧化途徑之間起著調節作用。這種小分子的代謝調節作用,在文獻中也是從未見過報道的。

如何把實驗室理論研究中的某些成果用到生產實踐中去,是一個經常在焦瑞身的腦子里盤旋的問題。他認為,必須做有心人,需要有鍥而不舍的精神,新的理論的研究是一種探索,用基礎研究的成果推動生產的發展也是一種探索,甚至是一種更艱苦的探索。無論是力復霉素消除反饋的變種或呼吸缺陷型乙醇酵母的選育,還是丙酮丁醇連續發酵生產和維生素B2生產工藝的確立,都是以實驗室研究為基礎的。

嚴格治學努力培養有用人才

他認為稍帶難度的工作才能鍛煉學生的獨立工作能力和培養堅韌不拔的毅力。他要求學生在艱苦的實驗工作中,能獨力去闖并積累經驗,當學生遇到問題時,他又從方法上去指導。對學生嚴格要求,他自己首先做出榜樣。每天都忙碌在實驗室,與工作人員討論研究工作的進展、存在問

題及其解決辦法,撰寫論文與專著,再加上文獻閱讀、新理論與新技術的學習,幾乎占去了他的全部時間。不論嚴寒的冬天還是高溫酷暑,在圖書館總可看到他的身影。焦瑞身充分認識到,當前是信息爆炸的時代,新的理論和技術方法不斷地涌現,這就要求研究者必須加倍努力學習,才能跟上科學發展的步伐,使所從事的研究工作更具有先進性。由于他的帶動,實驗室的基礎研究不斷向縱深發展。研究組在對微生物展開生理生化和代謝途徑分析的同時,開始了相關基因的克隆、表達和調控的分子生物學研究,并在“七五”期間,完成了“門冬酰胺酶基因克隆”、“抗生素基因工程”、“頭孢菌素酰化酶基因工程兩步酶法制備7-ACA”等國家攻關和生物高技術863項目的研究。1984 年,他67歲時,加入了中國共產黨,這給他以新的前進動力。他曾經是第七屆、第八兩屆上海市人大代表,在此期間,積極地為人民政府獻計獻策。他還曾擔任“國家科委生物工程學開發中心”顧問、“中國科學院生物技術專家委員會”副主任、“中國微生物學會”理事長等職務。此外,他是《生物工程學報》(中英文版)雜志的主編。他所主編的《生物工程》叢書和《微生物生理代謝實驗技術》等書受到有關科技人員以及大專院校學生的歡迎。盡管這些活動耗費了許多精力和時間,但他并不將此看作額外負擔,他認為,這是國家給予他的一種信任和榮譽,也是為推進中國微生物學和生物技術向前發展而應盡的義務。

研究

焦瑞身教授的研究涵蓋微生物生理生化遺傳和生物工程等領域。他在力復霉素生物合成的研究中,首次闡明了的摻入途徑并發現硝酸鹽對抗生素合成的多效性作用。這方面工作分獲中國科學院科技進步二等獎和國家自然科學二等獎。他還積極參與國家任務,取得多項成果,如“核黃菌生理學研究”“丙酮丁醇連續發酵和高丁比丙酮丁醇菌種選育”。他的研究成果在生產上得到推廣,顯著提高了產量。先后發表論文七十余篇。

作品

書籍

焦瑞身教授的主要論著包括《生物工程叢書》(已出5冊)、《微生物生理代謝實驗技術》等,以及多篇發表在國內外學術期刊的論文。他還是《微生物工程新聞》雜志的創始人和編輯,《中國微生物學會通訊》的編輯。

文章

- 1953年《大腸桿菌1號突變株對維生素B12的微生物學測定》。

- 1956年《影響硫胺對碳酸酵母生長的一些因素》。

- 1989年《地中海諾卡氏菌芳香族氨基酸生物合成途徑的調控》。

- 1994年《諾卡氏菌屬的克隆載體系統》。

- 1995年《甲醇產生放線菌的酸變異酶和3-去氧-D-阿拉伯-庚糖酸7-磷酸合酶》。

- 2002年《地中海諾卡氏菌的recA基因的克隆、測序和表達》。

- 2004年《地中海諾卡氏菌U32菌株中參與利福霉素SV中心碳水化合物代謝調控的新型雙組分系統amrB-amkB》。

- 2007年《中國丙酮-丁醇-乙醇發酵工業的歷史:連續生產技術的發展》。

- 2011年《地中海諾卡氏菌U32菌株的硝酸鹽同化操縱子nasACKBDEF的鑒定和功能分析》。

參考資料 >

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