台灣生物有機化學研究的先驅者

--王光燦院士側寫


1982年12月30日當時行政院孫運璿院長
頒發傑出科技獎給王光燦教授

王光燦 院士

1982年 行政院傑出科技獎。
1985年 國科會研究傑出獎。
1989年 國科會研究傑出獎。
1990年 化學會學術獎。
1991年 國科會研究傑出獎。
1991年 化學會最優論文獎。
1992年 侯金堆文教基金會傑出榮譽獎。
1993年 王桂榮台美基金會科技工程獎。
1993年 教育部學術獎。
1994年 中央研究院院士。
1994年 中央研究院生化所特聘研究員。
2000年 王光燦生物有機化學教育基金會。

1. 世界大戰時的學生生活-空襲下的教育

        在一九二九年這個動盪的年代,王光燦先生出生於台灣台北市。因為父親是大橋小學的教員,所以王光燦先生也就理所當然的進入了現位於延平北路台北橋附近的大橋小學就讀。六年後,王光燦先生很順利的在一九四二年四月考進第三中學(現在的師範大學附屬中學)。我們都知道,一九四二年正值第二次世界大戰末期,那時候的台灣仍然被日本所統治,因此學生常常為了要躲避空襲而沒有辦法安心正常上課,而且也因為戰爭的緣故,使得王光燦先生被迫中斷學業到桃園去當日本兵。半年後第二次世界大戰結束,台灣的學制由仿日轉為仿美,於是王光燦先生在一九四五年九月考上台北高等中學(現址為和平東路上的師範大學校區)繼續他未完成的學業。

2. 為什麼喜歡研究化學-開啟化學生涯的時代

        一九四八年,王光燦先生經歷了人生最大的轉捩點,在這一年他考上了台灣大學化學系,也開始了他化學研究的生涯。當時的王光燦先生和現今的青少年一樣,並不是很確定自己的目標,也沒有特別喜愛化學,只因為不喜歡物理和數學的方程式運算而決定選擇方程式較少的化學系就讀,誰知道進了化學系之後,發現原來化學是一門充滿了無限寶庫的實驗科學;於是就一頭栽進了化學這個領域研究了一輩子,也成就了他不平凡的人生。

3. 在資源極度缺乏的時期如何做有用的研究-窮人的實驗

        王光燦先生從一九五四年起開始擔任台大化學系助教,並在林耀堂教授實驗室從事天然物的分離與構造決定的工作。他的第一個研究工作就是決定台灣產檜木的精油成份中酚類化合物的構造,檜木的精油也就是目前森林浴時常聞到的芬多精的成分,然而這個工作因為當時的台灣研究環境非常落後,大學均沒有充足經費去採購各種較新的儀器和設備,因此在開始的六年中並沒有太大的進展。直到林耀堂教授在一九五八年到德國慕尼黑的普朗克研究院進修研究,才有重大的突破。當時在德國進修的林教授寫了一封信給王光燦先生,信中提到德國人成功地利用一種聚醯胺(醯胺的聚合物,俗稱耐綸,也是耐綸衣服的主要成份)的吸附劑以管柱方式來分離黃酮類化合物,在這個資源貧乏的年代,台灣的研究室根本沒錢也沒辦法很快得到昂貴的聚醯胺來做研究,於是王光燦先生就用林耀堂教授提供的耐綸襯衫當做研究的材料,利用蟻酸來溶解耐綸襯衫,再用酒精沈澱精製耐綸純度,最後經過風乾製成耐綸粉末來進行管柱層析純化黃酮類化合物,但是王光燦先生覺得這種利用耐綸的管柱層析分離方法仍嫌太麻煩,苦思多日後突然靈機一動想到,何不利用濾紙色層分析法來試試看呢!結果這個”嫌麻煩”的想法竟成功地分離了鄰位、間位及對位甲苯酚這些在當時因為構造上差異很少而很難以一般傳統方法分離的化合物。王光燦先生在年輕時已表現出那種科學家對於研究的喜好與狂熱,為了研究甚至可以不惜代價的精神。
    著名的分析化學家韋恩斯坦(B. Weinstein)在他所寫的薄層色層分析法書中提到這個方法,並認為這是一種 “窮人的薄膜層析法(poor man’s TLC)”。而這個方法後來被廣泛地應用在蛋白質中胺基酸序列的決定上,並幫助因決定蛋白質之胺基酸序列而成名的莫耳(Stanford Moore)、斯丹(Willian Stein)和愛德蒙(Gerald Edelman)獲得一九七二年的諾貝爾化學獎及醫學獎。

4. 開啟生物有機化學研究的生涯-走入生物化學新領域

        一九六八年八月王光燦先生晉升為教授,同年年底,譽滿國際的腦下垂體大師李卓皓博士從加州大學舊金山回到台灣,他希望找一位有潛力的年輕學者到他在美國的實驗室去訪問研究。依慣例,他會親自與台大化學系每一位教授和副教授面談。當與王光燦先生面談時,李卓皓博士看一看他的論文,就問他:『哦,你就是那位作聚醯胺的人啊?!我在洛克菲勒聽他們說起,這個很好用,原來是你做的。你要不要到我的實驗室呢?』因為在那之前,王光燦先生所做的研究全都屬於分析化學領域,對於突然要轉行跨入研究「蛋白質合成」這個化學合成的主題,令他感到有點不安。李卓皓博士聽了,一點兒都不在意地說:『沒關係,你可以先多看書,到我的實驗室後再慢慢進入狀況,你不必害怕進入新的領域。』

    一九六九年的八月,王光燦先生來到座落於加州大學舊金山分校的荷爾蒙研究所。當時,該研究所已成立將近十年,完全由李卓皓博士主導,他手下共有四十多名研究員,分為三個小組:荷爾蒙、蛋白質合成及生物檢測。於是王光燦先生進入蛋白質合成小組,進行了化學合成人體生長素的任務,也奠定了之後他走向發展生物化學的基礎。

5. 勇於嘗試是研究成功必須的條件-固相合成法的例子

        在固相合成法發展之初,非常地不受歡迎及信賴。固相合成法和液相合成法不同的地方在於液相合成法中每個步驟都需經過純化,雖然做起來比較辛苦,但是結果卻相當清楚;而固相合成法則是連續進行很多步的反應,一直做到最後才純化,去除反應未完全或副產物,其不確定性太大了。因此當時的有機化學家都不願承認用固相合成法做出來的未確定結果,他們認為那些只是「一堆混合物」,無法肯定合成法做出來的混合物何者才具有生物活性分子。然而王光燦教授在當時卻大膽地以固相合成法來合成人體生長素,而由於該技術及純化技術的改良,使得現代的固相合成法已可達到純度九九.九的成品了,沒有人會再說固相合成法是「垃圾」,也證明了王光燦先生勇於嘗試的精神是正確的。

6. 培育提攜優秀晚輩不遺餘力

        一九七一年,翁啟惠先生到台大化學系當助教(現為國際知名之旅美生物有機化學專家及中央研究院院士),並加入王光燦教授的實驗室從事研究工作,待了有八年之久。於此期間,翁啟惠先生與現任職於中研院生化所的陳水田及何純郎二位教授共同完成了全世界首次台灣眼鏡蛇心臟毒蛋白的固相全合成,並應用酵素進行有機化合物的不對稱反應,實為當年同一時期研究助理中的佼佼者。八年後翁啟惠先生以在職進修的身份至美國麻省理工學院化學系攻讀博士,在喬治懷塞斯(George M. Whitesides) 教授指導下拿到博士學位;之後喬治懷塞斯被敦聘到哈佛大學化學系並希望翁啟惠先生能到他的實驗室繼續發展,但基於留職進修必須回國服務之故,本想作罷,為此王光燦先生親自前往美國會見喬治懷塞斯。在一番長談之後,王光燦先生考量當時國內的研究環境無法像哈佛大學般讓翁啟惠先生能到更好的發展,決定獨排眾議,在眾人指責下,允許翁啟惠繼續留在美國發展。而由於王光燦先生的慧眼識英雄,為了優秀晚輩肯於割捨,造就了現在與他一樣是院士的翁啟惠先生,並且青出於藍更勝於藍,翁啟惠現已是華裔美國國家科學院院士。

7. 科學家的風範-要作大事,不要作大官

        一九六二年,正值王光燦先生為台大化學系講師時,台大校長錢思亮先生邀請他當中國化學會總幹事。但是,王光燦先生以 “現在很忙,要作實驗” 為理由而推辭。十八年後,也就是一九八0年,錢思亮先生擔任中央研究院院長,他再度邀請王光燦先生出任生化所所長。同樣地,王光燦以三個理由婉拒錢院長的美意。第一個理由是 “不喜歡作所長”;第二個理由是 “沒有行政經驗”;第三個理由是 “不會講話”。錢思亮先生很聰明地回覆王光燦的三個理由,第一是 “非作不可”;第二是 “無所謂,慢慢學,我會幫你”;第三是 “會講話的人佔便宜,但是不會講話的人,一講人家就會相信”,因此王光燦先生在無可推辭之下,接下了生化所所長。
    在一任三年後,王光燦先生覺得應該要換人做做看了,所以有一天,他就把辭呈放在錢思亮先生的桌上。錢思亮先生看到之後,便馬上打電話告訴王光燦先生說:「王所長啊!你忘了一樣東西,請你過來拿」。就這樣,王光燦先生仍舊無法辭退所長一職,又繼續連任到一九八六年。王光燦先生在擔任中研院生化所所長期間,積極推動國內生化研究,提攜後進,不遺餘力,為中研院生化所建立了良好的研究風範。

8. 生物有機化學研究從日常生活開始-微波應用於加速化學反應

        誰說微波爐只能用在廚房料理呢?其實現在這種機器在胜肽水解和合成上可是非常好用的呢。話說在一九八六年王光燦先生到美國探望妻兒時,看到王太太所用的微波爐,就突然福至心靈地想到 “可不可以利用它來加速蛋白質和胜肽水解或合成反應呢?”。於是回到台灣後,就一直很想買一台微波爐來試試看,但是當時微波爐這種昂貴的產品在台灣並不常見,最後終於皇天不負苦心人,在百般地尋找下,找到一台美製微波爐並開始了第一個實驗:水解反應。這種方式使蛋白質的水解反應由傳統一天的反應時間縮短為只需要五分鐘,而且準確率與傳統方法無異。在一九八七年發表了一篇微波首先利用在蛋白質水解反應的論文之後,美國CEM這家公司便主動捐助一台微波爐,此時實驗室便積極開始進行利用微波爐進行胜肽合成中的偶合反應,不但可以縮短反應時間,而且也可增加反應的效率。這些想法和結果皆發表在國際知名的期刊中,對後來在胜肽合成上的貢獻卓著。王光燦先生說:「人要會幻想,才會有創新」,因此他總是勇於嘗試新的事情,也以此和大家共勉。

9. 傳統中草藥也是生物有機化學研究的好題材-自身充當『大白鼠』

        王光燦先生在一九九0年代檢查出患有糖尿病,當時坊間盛行喝小麥草汁治糖尿病,於是他便想到也許小麥草中會有降血糖的物質,因此除了請研究生和助理進行純化,並做了細胞和老鼠活体實驗外,他本身也充當『大白鼠』,在喝小麥草汁前後都以測血糖機測量自己的血糖是否有所改變。最後終於成功地找到小麥草堥膃釣洃H體血糖下降的物質。從這件事,讓我們深深地感覺,王光燦先生真的是一位嘗試實驗的科學家。

遲來的榮譽

        一九九四年晚上,王光燦先生實驗室的研究生們,盯著以前在台大校區的中研院生化所二樓工友室內的電視,正在報導當選的院士名單。一看到電視報出王光燦三個字時,大夥兒大聲歡呼。王光燦先生與其得意弟子翁啟惠同時當選為中研院院士,這在當時曾傳為學術界的佳話。該年,他也獲聘為中研院生物化學研究所特聘研究員。 從一九五八年的聚醯胺薄膜色層分析,一九七一年利用液相或固相合成法合成各種蛇毒蛋白光學異構物及其分離法,到一九八七年將微波應用在化學反應等貢獻,終於促使王光燦當選為中研院院士,真的是實至名歸。

七十歲的榮退及生物有機化學的推展

        一九九九年十月十八日,在他眾多學生的籌備下,舉辦了一天的榮退演講。在榮退晚宴上出席的人皆為王光燦先生的學生及朋友們,大家齊聚一堂,為敬愛的恩師慶生,場面真是感人。

        王光燦先生為了促進台灣生物有機化學的日趨蓬勃,並能繼續推展台灣生物有機化學的研究,讓更多的年輕學生或學者能面對面與世界級的大師對話,於是在二000年十月成立了王光燦生物有機化學教育基金會,每年頒獎給一位對生物有機化學有重大貢獻的國際知名學者,並邀請他到國內為年輕學者們演講及提供研究心得,以促進國內生物有機化學的推廣及發展。
    王光燦先生實在是一位對台灣化學研究界有深遠影響的科學家。他對事情的好奇及勇於嘗試的精神,足以為青年朋友們的楷模。

阮雪芬 陳水田
中央研究院生物化學研究所
朱延和
中正大學化學暨生物化學系


中央研究院生物化學研究所
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