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人体由亿万个细胞组成，每个细胞又由磷脂双分子层严密包裹，形成一个个独立的小房间。这些磷脂膜可以阻止那些不受欢迎的物质来访以保护细胞，但细胞内外之间还需要进行正常的信息传递，这活儿是谁干的？
由于在细胞膜上的G蛋白偶联受体（又称7次跨膜受体）研究中作出奠基性贡献，2012年的诺贝尔化学奖由杜克大学的罗伯特·莱夫科维茨（Robert J.Lefkowitz）教授和他以前的学生，目前是斯坦福大学教授的布莱恩·克比尔卡（Brian K.Kobilka）一起获得。
科研马拉松
人们很早就发现气味、代谢产物如组胺、激素如肾上腺素等，都能引起细胞的响应并改变细胞内的生命活动，但闹不明白这些物质的工作机制。1878年，英国科学家LangIey为解释这些物质的作用机制提出了受体（Receptive substance）的概念，但受体是否存在争议了很多年。1968年，当时还是医学院学生的莱夫科维茨加入了NIH（美国国立卫生研究院）的面向医生参与的研究项目，用合成同位素标记配体的方法来寻找膜受体这个“幽灵”。1970年，他成功地证明了受体可能是一种蛋白组分；莱夫科维茨还证明了受体与当时正热门的“受体候选人”腺苷酸环化酶是两种不同的成分。
按惯例，“无图无真相”很难让人信服，因为没有见到分离纯化后高纯度的单一受体，质疑的声音接踵而至。为此，莱夫科维茨集中全力纯化受体，马拉松长跑式科研之路开始起步。这次，莱夫科维茨选择了肾上腺素。他把肾上腺素固定到介质中，介质好比钓鱼竿，肾上腺素则是鱼饵。莱夫科维茨就用这支钓鱼竿寻找肾上腺素能受体，通过更换不同的化合物作为鱼饵。在20世纪80年代初，莱夫科维茨终于纯化了肾上腺素能受体并将其放回到最初没有受体的细胞中，清楚地证明了受体的存在。所有的质疑都烟消云散了。
接下来，莱夫科维茨研究组尝试着依据测得的蛋白序列克隆肾上腺素受体，但此后两年的时间里进展缓慢。就在这个时候，克比尔卡闪亮出场了。作为莱夫科维茨研究组成员的克比尔卡和妻子在自己的独立课题上工作努力但一无所获，于是克比尔卡干脆不玩儿自己的课题，转而提出挑战更难的克隆肾上腺素受体基因的工作。就这样，一个“不成功”的科学家和一个“已停滞”的课题走到了一起并奇迹般地取得成功。按照研究的进展，也许会有人认为当时依靠实验室的手法是不靠谱的，但是克比尔卡采用了更加不靠谱的方法一应用基因组DNA文库进行克隆。终于在一切都“不靠谱”的时候，他的人品大爆发，“幸运之神”眷顾了克比尔卡和莱夫科维茨，他们成功克隆了Beta2-肾上腺素受体的基因！
他们在获得阶段性成功后，推断出七次跨膜受体可能编码出一个庞大的膜受体家族，而且都可能和G蛋白相互作用。其他实验室和他们自己实验室应用这一技术很快克隆了一系列受体，验证了他们的推断并发现了第一个孤儿受体。人类基因中一个庞大的掌控跨膜信号转导的家族，编码800～1000个成员的GPCR家族终于呈现在人们眼前了。
人体内的G蛋白偶联受体平时不吭声，但是在人受到外界的刺激后身体会迅速反应，这就是G蛋白偶联受体发挥作用了。每个人的身体就是一个数十亿细胞相互作用的精确校准系统，每个细胞都合有微小的受体，可让细胞感知周围环境以适应新状态。当我们感到惊慌失措的时候，神经信号和激素会使人的整个身体进入警戒状态，肾上腺素被向血管中释放，全身的细胞立即感到有什么事儿要发生。G蛋白偶联受体（肾上腺素受体）就是让这些受体感受激素的最重要角色。这种受体是位于细胞表面或细胞内的特殊蛋白质，能够和特定的激素结合并引发细胞响应。
G蛋白偶联受体是人类感觉的一把锁，也是连接细胞内与细胞外信息的桥梁。对于今年诺贝尔化学奖两位科学家所做的研究，美国化学会主席巴萨姆·萨卡什里说：“这是向人类智慧的一次伟大致敬，它帮助我们了解在人类的身体中到底发生了什么复杂的过程。”
成功不是偶然
莱夫科维茨除了发现可扩散型配体的GPCR受体家族之外，在GPCR的工作机制方面也有很多成就。他通过长达40年集中对一种肾上腺素受体的研究，建立了“配体—受体—效应器”的三级复合物模型，和其他人一起阐明了受体脱敏和磷酸化的机制，以及受体的偏向性信号途径的理论等GPCR信号转导机制，对理解GPCR如何工作有重要贡献。
克比尔卡在莱夫科维茨实验室克隆肾上腺素受体基因后，怀揣着下一个梦想来到了斯坦福大学做助理教授。他的梦想是获得肾上腺素受体的×-射线衍射的晶体结构。×-射线衍射的晶体结构解析是科学家们窥视蛋白的一个“魔镜”：可以看到蛋白中每个原子的位置，甚至每个电子壳层的电子密度。他并非想偷窥，而是想看看肾上腺素受体到底怎么工作的。三年半的努力，通过一系列新技术的摸索，包括应用纳米抗体并把溶菌酶拴到受体的N端，克比尔卡终于让人类看到了GPCR如何与G蛋白偶联受体的分子细节，揭示了重要的生物信号转导过程。
蛋白质是一种复杂的有机化合物，旧称“朊”。蛋白质是由氨基酸分子呈线性排列所形成，蛋白质的氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸，在蛋白质中，某些氨基酸残基还可以被翻译后修饰而发生化学结构的变化，从而对蛋白质进行激活或调控。多个蛋白质可以一起，往往是通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物，发挥某一特定功能。
科研3+1
能和自己的学生一起获得诺贝尔奖，这人不仅是一个伟大的科学家，更是一个伟大的教育家。莱夫科维茨时时刻刻保持与学生交流，他常喜欢说的话就是Focus，并在精神上鼓励学生不要轻易气馁，也乐意听取学生的意见。莱夫科维茨的中国学生裴钢教授（现任同济大学校长）也回忆到曾与莱夫科维茨大声争论，走廊里的人还以为他们在吵架。莱夫科维茨经常鼓励学生面对困难，说普通科学家做出正结果的几率是1%，而出色的科学家做实验的正结果是2.5%，“你”已经很出色了。莱夫科维茨经常为自己的学生获得成就感到骄傲，也希望他对科研的认识能更多地影响科学工作者。
莱夫科维茨强调科研三加一，“动力（Motivation）+坚持（Persistence）+专注（Focus）”+想象“Imaqination”。这些对科研的理念也随着他培养的近200个学生而传向四方。
由于在细胞膜上的G蛋白偶联受体（又称7次跨膜受体）研究中作出奠基性贡献，2012年的诺贝尔化学奖由杜克大学的罗伯特·莱夫科维茨（Robert J.Lefkowitz）教授和他以前的学生，目前是斯坦福大学教授的布莱恩·克比尔卡（Brian K.Kobilka）一起获得。
科研马拉松
人们很早就发现气味、代谢产物如组胺、激素如肾上腺素等，都能引起细胞的响应并改变细胞内的生命活动，但闹不明白这些物质的工作机制。1878年，英国科学家LangIey为解释这些物质的作用机制提出了受体（Receptive substance）的概念，但受体是否存在争议了很多年。1968年，当时还是医学院学生的莱夫科维茨加入了NIH（美国国立卫生研究院）的面向医生参与的研究项目，用合成同位素标记配体的方法来寻找膜受体这个“幽灵”。1970年，他成功地证明了受体可能是一种蛋白组分；莱夫科维茨还证明了受体与当时正热门的“受体候选人”腺苷酸环化酶是两种不同的成分。
按惯例，“无图无真相”很难让人信服，因为没有见到分离纯化后高纯度的单一受体，质疑的声音接踵而至。为此，莱夫科维茨集中全力纯化受体，马拉松长跑式科研之路开始起步。这次，莱夫科维茨选择了肾上腺素。他把肾上腺素固定到介质中，介质好比钓鱼竿，肾上腺素则是鱼饵。莱夫科维茨就用这支钓鱼竿寻找肾上腺素能受体，通过更换不同的化合物作为鱼饵。在20世纪80年代初，莱夫科维茨终于纯化了肾上腺素能受体并将其放回到最初没有受体的细胞中，清楚地证明了受体的存在。所有的质疑都烟消云散了。
接下来，莱夫科维茨研究组尝试着依据测得的蛋白序列克隆肾上腺素受体，但此后两年的时间里进展缓慢。就在这个时候，克比尔卡闪亮出场了。作为莱夫科维茨研究组成员的克比尔卡和妻子在自己的独立课题上工作努力但一无所获，于是克比尔卡干脆不玩儿自己的课题，转而提出挑战更难的克隆肾上腺素受体基因的工作。就这样，一个“不成功”的科学家和一个“已停滞”的课题走到了一起并奇迹般地取得成功。按照研究的进展，也许会有人认为当时依靠实验室的手法是不靠谱的，但是克比尔卡采用了更加不靠谱的方法一应用基因组DNA文库进行克隆。终于在一切都“不靠谱”的时候，他的人品大爆发，“幸运之神”眷顾了克比尔卡和莱夫科维茨，他们成功克隆了Beta2-肾上腺素受体的基因！
他们在获得阶段性成功后，推断出七次跨膜受体可能编码出一个庞大的膜受体家族，而且都可能和G蛋白相互作用。其他实验室和他们自己实验室应用这一技术很快克隆了一系列受体，验证了他们的推断并发现了第一个孤儿受体。人类基因中一个庞大的掌控跨膜信号转导的家族，编码800～1000个成员的GPCR家族终于呈现在人们眼前了。
人体内的G蛋白偶联受体平时不吭声，但是在人受到外界的刺激后身体会迅速反应，这就是G蛋白偶联受体发挥作用了。每个人的身体就是一个数十亿细胞相互作用的精确校准系统，每个细胞都合有微小的受体，可让细胞感知周围环境以适应新状态。当我们感到惊慌失措的时候，神经信号和激素会使人的整个身体进入警戒状态，肾上腺素被向血管中释放，全身的细胞立即感到有什么事儿要发生。G蛋白偶联受体（肾上腺素受体）就是让这些受体感受激素的最重要角色。这种受体是位于细胞表面或细胞内的特殊蛋白质，能够和特定的激素结合并引发细胞响应。
G蛋白偶联受体是人类感觉的一把锁，也是连接细胞内与细胞外信息的桥梁。对于今年诺贝尔化学奖两位科学家所做的研究，美国化学会主席巴萨姆·萨卡什里说：“这是向人类智慧的一次伟大致敬，它帮助我们了解在人类的身体中到底发生了什么复杂的过程。”
成功不是偶然
莱夫科维茨除了发现可扩散型配体的GPCR受体家族之外，在GPCR的工作机制方面也有很多成就。他通过长达40年集中对一种肾上腺素受体的研究，建立了“配体—受体—效应器”的三级复合物模型，和其他人一起阐明了受体脱敏和磷酸化的机制，以及受体的偏向性信号途径的理论等GPCR信号转导机制，对理解GPCR如何工作有重要贡献。
克比尔卡在莱夫科维茨实验室克隆肾上腺素受体基因后，怀揣着下一个梦想来到了斯坦福大学做助理教授。他的梦想是获得肾上腺素受体的×-射线衍射的晶体结构。×-射线衍射的晶体结构解析是科学家们窥视蛋白的一个“魔镜”：可以看到蛋白中每个原子的位置，甚至每个电子壳层的电子密度。他并非想偷窥，而是想看看肾上腺素受体到底怎么工作的。三年半的努力，通过一系列新技术的摸索，包括应用纳米抗体并把溶菌酶拴到受体的N端，克比尔卡终于让人类看到了GPCR如何与G蛋白偶联受体的分子细节，揭示了重要的生物信号转导过程。
蛋白质是一种复杂的有机化合物，旧称“朊”。蛋白质是由氨基酸分子呈线性排列所形成，蛋白质的氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸，在蛋白质中，某些氨基酸残基还可以被翻译后修饰而发生化学结构的变化，从而对蛋白质进行激活或调控。多个蛋白质可以一起，往往是通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物，发挥某一特定功能。
科研3+1
能和自己的学生一起获得诺贝尔奖，这人不仅是一个伟大的科学家，更是一个伟大的教育家。莱夫科维茨时时刻刻保持与学生交流，他常喜欢说的话就是Focus，并在精神上鼓励学生不要轻易气馁，也乐意听取学生的意见。莱夫科维茨的中国学生裴钢教授（现任同济大学校长）也回忆到曾与莱夫科维茨大声争论，走廊里的人还以为他们在吵架。莱夫科维茨经常鼓励学生面对困难，说普通科学家做出正结果的几率是1%，而出色的科学家做实验的正结果是2.5%，“你”已经很出色了。莱夫科维茨经常为自己的学生获得成就感到骄傲，也希望他对科研的认识能更多地影响科学工作者。
莱夫科维茨强调科研三加一，“动力（Motivation）+坚持（Persistence）+专注（Focus）”+想象“Imaqination”。这些对科研的理念也随着他培养的近200个学生而传向四方。