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约翰内斯·弗雷德里克·赫拉尔杜斯·弗利根塔尔于1936年4月7日出生在荷兰乌得勒支市的祖伊伦,2026年2月12日在乌得勒支大学医院去世,享年近90岁。他在乌得勒支的荷兰皇家高级中学就读时,就对生命科学领域的问题产生了浓厚兴趣。后来,他的生物老师告诉他,要深入理解生物学问题,就必须从分子层面入手。1953年获得高中毕业证书后,汉斯牢记这一建议,没有选择学习生物学,而是进入乌得勒支大学攻读化学专业(1953–1960年)。他的硕士阶段主修有机化学,辅修组织学,这在当时是一种不太常见的组合。在乌得勒支攻读博士学位期间,他专注于肽的研究,并于1967年完成了题为“神经垂体激素:一项比较研究”的论文,该研究聚焦于生物分子领域。

卓越的科学生涯

1968年,汉斯最初被任命为乌得勒支大学的助理教授,负责领导肽类研究小组。1975年晋升为副教授后,他从1980年起担任生物有机化学教授,直至2003年退休。他从猪的垂体中分离出一种含17种氨基酸的糖肽并阐明了其结构,这一成果促使他做出了一个重要决定。虽然确定氨基酸序列相对容易,但获取糖链的结构信息却是个巨大挑战。面对这一问题,汉斯在1969年启动了一个碳水化合物研究项目,旨在探究蛋白质结合的碳水化合物链的生物学意义。考虑到当时可用于分析碳水化合物结构的分析技术有限,他首先开始利用电子冲击质谱法和低场核磁共振波谱法对小型寡糖的结构进行分析,这两种技术当时正处于发展阶段。后来,他还将单糖的凝胶色谱分析和甲基化凝胶色谱-电子冲击质谱分析法纳入分析工具箱。从1973年开始,他与罗兰德·肖尔教授长期合作,共同开发出了用于分析唾液酸的凝胶色谱-电子冲击质谱分析法。1978年,他又开发出一种凝胶色谱方法,可用于确定多糖中各单糖的绝对构型,通过将对映体(即三甲基硅烷化的甲基糖苷)转化为非对映体(即三甲基硅烷化的2-丁基糖苷),使得同一单糖的D型和L型对映体会产生不同的凝胶色谱保留时间,从而实现了对单糖混合物的直接分析。此后他还引入了高效阴离子交换色谱法结合脉冲安培检测技术(1984年)等分析方法。

1975年,360 MHz的1H-NMR波谱技术引入荷兰,彻底改变了寡糖结构分析的可能性。他与许多国内外研究团队合作,提出了用于分析完整糖肽及糖蛋白衍生糖链的结构报告型1H-NMR分析方法,这一方法极大地推动了人们对糖链及糖蛋白结构认识的进展,成为生物学和化学领域研究碳水化合物分子的重要工具。随着核磁共振技术的进一步发展,包括更高场强磁体以及用于结构和构象研究的2D/3D核磁共振技术,汉斯的实验室在80年代和90年代迎来了极为繁荣的发展时期。有些年份,有20名或更多博士生在充满活力的学术氛围中研究各种生物系统中的糖链,而汉斯及其庞大的国际合作伙伴网络也为他们提供了丰富的研究机会。正是在那个时期,几乎任何针对未知糖蛋白、细胞或生物体中的糖链的研究都能带来新的糖链元素、连接方式及结构规律的发现,其中许多重要发现都出自汉斯的实验室。这些研究成果对于理解我们现在视为理所当然的蛋白质结合糖链的代谢功能具有重要意义,同时也促进了质谱技术在现代糖组学领域的应用发展。

在他的糖科学研究中,还有一个重要且相互关联的部分,那就是合成结构明确的寡糖。这些寡糖被用作从人类糖蛋白到寄生虫糖链等各种分析研究的参考标准,同时也有助于确定糖基转移酶(如α2,6-唾液酸转移酶)的底物特异性。作为这一研究的延伸,他还合成了致病性肺炎链球菌荚膜多糖中的部分短链寡糖。将这些短链寡糖与载体蛋白结合后,它们在动物模型中显示出免疫原性和疫苗潜力。

创立比沃特中心及其他大学职务

1988年,汉斯创立了比沃特生物分子研究中心,该中心是由荷兰科学基金会与乌得勒支大学共同建立的机构。他在2000年之前一直担任该中心的科研主任,推动了乌得勒支大学多个结构生物学研究团队之间的紧密合作,这些团队包括核磁共振波谱学、生物分子质谱学、晶体与结构化学、生物有机化学以及膜生物化学领域的研究人员。从2010年开始直到去世,他一直担任该中心国际科学顾问委员会的主席。

1985年至2003年,他担任生物有机化学系的系主任;1985年至1989年以及2000年至2003年,他还担任化学学院的院长。

推动糖科学领域的国际协作

汉斯投入了大量时间来推动糖科学在国内外的发展。他曾代表荷兰参与国际糖蛋白组织(1979–2021年)、国际碳水化合物组织(1980–2003年)以及欧洲碳水化合物组织(1981–2003年)的工作。在此期间,他曾担任在乌得勒支举办的第十二届国际碳水化合物研讨会(1984年)、在乌得勒支举办的第九届欧洲碳水化合物研讨会(1997年)以及在海牙举办的第十六届国际糖蛋白研讨会(2001年)的组织委员会主席。在创立荷兰糖生物学学会之后,他又与法国、比利时和德国的同行一起举办了联合糖生物学会议,为年轻糖科学家提供交流平台。自2011年起,荷兰糖生物学学会成为了荷兰生物化学与分子生物学学会的一部分;2023年,它又与荷兰的糖化学家们合并,旨在促进跨学科合作,以应对糖科学领域当前的各类挑战。每年举办的Glycoscience-NL会议吸引了超过120名参与者,汉斯直到八十多岁高龄仍会参加这些会议。

会员身份、奖项与荣誉

汉斯曾是多个命名委员会(IUBMB和IUPAC)的成员,2015年他成为国际纯粹与应用化学联合会碳水化合物命名工作组的主席。此外,他还是日本理化学研究所“科学前沿计划”科学顾问委员会的成员。他曾担任多本科学期刊的编委会成员,还长期担任《糖蛋白杂志》的主编。汉斯还是瑞典皇家科学院的外籍院士(1987年)、美国生物化学与分子生物学学会的荣誉会员(1989年)、荷兰皇家艺术与科学学院的院士(1990年),以及美国科学促进会的当选会员。他曾获得三项荣誉博士学位:来自德布勒森大学(1992年)、里尔科技大学(1993年)以及斯德哥尔摩大学(1997年)。1994年,他被美国化学学会授予享有盛誉的克劳德·S·哈德森碳水化合物化学奖;1998年,他又被授予荷兰狮子勋章的骑士级荣誉。

汉斯是650多篇学术论文的合著者,还指导了75名以上的博士生。在2003年4月7日于乌得勒支主教堂发表的告别演讲《以化学为指引》中,他这样说道:“在我的求学之旅中,起初我乐于接受他人的引导,也很庆幸有优秀的导师陪伴我前行。后来,我周围出现了许多积极向上的同行,于是我也有了机会去引导他人。在担任导师期间,我一直努力将问题转化为分子化学问题,并培养具备分子思维能力的科学家。”

约翰尼斯·(汉斯)P·卡默林教授博士——他是汉斯的第一个博士生(1969–1972年),现为乌得勒支大学生物有机化学教授,2009年起成为荣誉教授。

科内利斯·(罗恩)H·霍克教授博士——他曾是汉斯的博士生(1989–1993年),研究方向为分析糖科学,现为莱顿大学医学中心的宿主-病原体相互作用糖生物学教授。

迪尔克·J·莱费伯教授博士——他曾是汉斯的博士生(1997–2001年),研究方向为化学糖科学,现为拉德堡德大学医学中心的遗传性糖基化疾病教授。