Joachim Frank, 1940 年 9 月 12 日-, 生于德国、美国的生物化学家・分子生物物理学家・生命科学家。哥伦比亚大学教授。纽约州立大学奥尔巴尼分校特別教授 (Distinguished Professor)。2017 年诺贝尔化学奖得主。

経歴

1963 弗莱堡大学 毕业
1967 慕尼黑大学 硕士毕业 (Walter Rollwagen 教授 )
1970 慕尼黑工业大学 博士毕业 (Walter Hoppe 教授)
1970-1972 博士研究员 ((a)加州理工学院 (R. Nathan 博士), (b)加州大学伯克利分校 (R. M. Glaeser 教授), (c) 康奈尔大学 (B. M. Siegel 教授)
1972–1973 马克斯·普朗克研究所 客座研究员
1973–1975 剑桥大学 Senior Research Assistant
1975–1998 Wadsworth Center Senior Research Scientist
1987 年 4月–  5月 MRC 分子生物学研究所 Sabbatical leave (Richard Henderson 博士)
1994 年 7月–12月 马克斯·普朗克研究所 Sabbatical leave (Ken Holmes 博士)
1994–现在 Laboratory for Computational Biology and Molecular Imaging, Lab Chief
1997–现在 纽约大学 Research Professor
1998–现在 霍华斯休斯医学研究所 研究员
2008–现在 哥伦比亚大学 生化学·分子生物物理学科教授
2008–现在 哥伦比亚大学 生物科学科教授

获奖经历

1993 Elizabeth Roberts Cole Award of the Biophysical Society（与David DeRosier同时获奖）
1998 Howard Hughes Medical Institute Investigator Award
2001 Scientific Merit Award, as “Scientist of the Fourth Quarter Century” by the New York State Department of Health
2003 Chancellor’s Research Recognition Award from the University at Albany, SUNY
2006 Elected Fellow of the American Academy of Arts and Sciences
2006 Elected Member of the National Academy of Sciences
2006 Named Wadsworth Distinguished Scientist in Structural Biology
2006 Elected Fellow of the American Academy of Microbiology
2007 Appointed Distinguished Professor, State University of New York
2008 George E. Palade Distinguished Lecture and Gold Medal (Ada Yonath および Thomas Steitz と同時受賞), Wayne State University
2012 Twenty Third Annual Distinguished Lecturer in Physiology and Biophysics, Virginia Commonwealth University, School of Medicine
2014 Franklin Medal for Life Science
2014 Schwartz Lecture in Structural & Chemical Biology at Mount Sinai
2017 Nobel Prize in Chemistry

研究业绩

开发出了冷冻电镜的图像解析手法-”单粒子重建法”

冷冻电镜是把样品的水溶液在极低温下急速冻结后用电子显微镜进行显像，是一种模拟近似生物体内环境的水和样品的构造解析手法。但是，通常，调制的样品，其结构有多种朝向，无法像X单晶解析一样，用数学方法计算出蛋白质的结构。Frank博士，开发出了单粒子重建法这一图像解析技术，解决了该问题，对冷冻电镜方法的开发做出了突出贡献。特别是开发出了被称作SPIDER的computer program，该技术在冷冻电镜蛋白质结构解析领域得到了广泛的应用。^[1]

单粒子重建法大致的流程如下所示。

(1) 把包含随机排向的蛋白质样品，通过电子束照射得到原子级别的图像。

(2) 利用相关函数算法(cross-correlation function) 、总结出各种朝向的蛋白质投影像的类似性。^{[2], [3]}

(3) 通过解析得到高分辨的平面二维结构。^{[2], [3]}

(4) 利用Random Conical Tilt 的解析手法、(3) 对复数角度的平面结构进行解析，导出三维立体结构。^[4}

Frank 博士开发出了这种解析手法，并且应用于生物体大分子的构造解析。例如用(1)-(3)的结束得到了高分辨率的谷氨酰胺合成酶的平面投影图像。^[4] 同时用Random Conical Tilt 的手法，解析出核糖体50S亚基的三维结构。^[4]

相关动画

相关文献

1. Frank, J.; Shimkin, B.; Dowse, H. Ultramicroscopy, 1981, 6, 343. DOI: 10.1016/S0304-3991(81)80236-7
2. Frank, J. Ultramicroscopy 1975, 1, 159. DOI: 10.1016/S0304-3991(75)80020-9
3. Frank, J.; Al-Ali, L. Nature, 1975, 256, 376. DOI: 10.1038/256376a0
4. (a) Radermacher, M.; Wagenknecht, T.; Verschoor, A; Frank, J. J. Microsc. 1986, 141, RP1. DOI: 10.1111/j.1365-2818.1986.tb02693.x (b) Radermacher, M.; Wagenknecht, T.; Verschoor, A.; Frank, J. J. Microsc. 1987, 146, 113. DOI: 10.1111/j.1365-2818.1987.tb01333.x
5. Frank, J.; Goldfarb, W.; Eisenberg, D.; Baker, T. S.;Ultramicroscopy 1978, 3, 283. DOI: 10.1016/S0304-3991(78)80038-2

相关链接

• Frank Lab
• PNAS – Profile of Joachim Frank
• The Nobel Prize in Chemistry 2017
• The Nobel Prize in Chemistry 2017 – Joachim Frank

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