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1971年诺贝尔生理与医学奖决定颁给Vanderbilt大学的生理学教授Earl W. Sutherland 博士。他的获奖有几个有趣的事实值得一述：
1.当初他所创立的理论在开始的时候并不太受人重视，直到后来大家才真正意识到发现它的重要性。今天，我们终于明白这一发现是轰动世界的、里程碑式的惊人创举。
2.他的发现真可称上为独一无二（Unique），在今日，所有比较重大的理论，几乎都是由几个研究单位同时发现的。而他是例外！诚如国立癌症研究所（National Cancer Institute）的巴斯丹博士所说的，“Sutherland的研究遥遥领先，与他相比，其它人则至少落后好几年﹗”
3. Sutherland是个娱乐与工作并重的人，他不主张过分工作，每年总有一两个月的时间在佛罗里达州或其它地方渡过。垂钓与园艺是他两大嗜好，他由北美洲的南端佛罗里达州一直钓到北边的加拿大。他住宅的周围有一大片园地，莳草栽花占据了他业余生活的大部分时间。
4.他有办法毫不费力地使整个实验室经常处在活跃之中，并总能依据一些零星纷乱的数据作正确的判断与结论。我相信这是他成功的关键！
5.一般情况下，诺贝尔得奖人在获奖后当有人问起获奖感想时，总要客气谦虚一番，说什么“没有想到…”、“纯属幸运…”等等，但他则不然，有人向他提起同样的问题时，他很直率地说：“早在意料之中，五年来我便不断地被提名呢﹗”。而这正是他的可爱之处。
Sutherland的成就在于对激素作用机制（Mechanisms of action of hormones）的阐明，而最主要的关键则是腺苷-3′,5′-环化一磷酸（cAMP）的发现。原来激素又叫做“信使”（Messenger），它的功用在于传递生理反应的“信息”。譬如说，当你因外来的刺激而受惊时，先是由肾上腺（Adrenal glands）分泌出肾上腺素（Adrenaline hormone），从而引起心跳加速等现象。传统的想法认为这是由于肾上腺素对心肌细胞（Heart muscle cells）直接作用的结果。但事实不然，现在我们用一个模式来说明：依据Sutherland的实验所得的推论，当身体受到外来的刺激时，先是由内分泌腺（Endrocrine gland）分泌出激素，又叫第一信使（First messenger），所分泌的激素并不直接进入效应细胞，而是间接授意给一种叫腺苷酸环化酶（Adenyl cyclase）的生物酶去催化制造更多的cAMP，又叫第二信使（Second messenger），再由这个cAMP的授意而激活细胞内生物酶的活性，最后产生生理上的反应（Physiological responses）。cAMP的发现有着一段曲折的经过，在描述它以前，先大概介绍一下它的构造：cAMP的全名叫做腺苷-3′,5′-环化一磷酸（Cyclic adenosine-3′, 5′-monophosphate），它是由一个嘧啶碱基（Pyrimidine）,一个戊糖（Pentose）和一个磷酸盐（Phosphate）相连结而成的。对于普通的AMP, 磷酸盐只跟戊糖的第3，或第5个碳位置相连，但cAMP的磷酸盐则和戊糖的第3及第5个碳位置成环状连结，这便是名称的由来。
Sutherland早在中学时代便对医学研究发生兴趣，起因在于他读过一本由Paul de Kruif所著“Microbe Hunter”中有关巴斯德（Louis Pasteur）的描写所触发的。高中毕业那年正值美国经济不景气，他父亲在银行里仅有的存款已花得一干二净，再也无力供他上大学。Sutherland凭着他优异的成绩，获得奖学金及奖助金，藉以顺利完成医学教育。1942年Sutherland获得医学博士学位后，便被征入军中服役，在那里所接触的尽是些腰酸背痛，伤风感冒的小毛病，始终不得一展抱负。大战结束后自欧洲归来的他，对于看病已感到厌倦。遂在圣路易市华盛顿大学找到一份年薪3300美金的研究职位。
原来在医学院当学生时，他便对激素的作用发生了莫大的兴趣，并希望有一天能解开这个谜底。一进华盛顿大学，他便选择在可利夫妇（Carl and Gerty Cori）的研究室里工作。初期的工作，偏重于生物酶化学方面的研究。大家都知道，动物体内的新陈代谢以及各种生理现象几乎都是直接或间接地由酶的参与而发生的。当时他有个构想，想借着酶为工具来对激素的作用做深一层的研究。正好那时该研究室正在开展由肝糖（Glycogen）分解成葡萄糖（Glucose）的中间代谢过程的研究，其中有三种酶都已分别被判明（Identified）。Sutherland乘着这个便利，便开始对此“酶系统”试加各种激素，想看看有什么变化发生，但一试再试都得不到结果。经过多番检讨认为这个“酶系统”是由细胞萃取出来的，细胞本身已遭破坏，失去了功用，因此激素无法引起反应。于是他改用兔子的肝脏切片（Rabbit liver slices），因切片中尚保有完整细胞，与生物体内的细胞相差无几，果然不出他所料，发现加过肾上腺素（Epinephrin）或高血糖素（Glucagon）的肝脏切片上有大量的葡萄糖沉积，其量较没有加过激素的肝脏切片超出很多，这是他研究过程中的一大转折点。但这个初步的发现已花去他将近五年的光阴。前面说过，由肝糖分解为葡萄糖要经过三种酶的作用（Phosphorylase, phosphoglucomutase, glucose-6 phosphatase），激素所引起的超常反应到底是其中之一种酶的反应呢？还是其中之二呢？或者全部三种酶都起反应呢？经过他一番分析发现，关键在第一个酶——磷酸化酶（Phosphorylase）。因为在加过肾上腺素或高血糖素的切片中，磷酸化酶的活性增加很多，显然，激素会引起磷酸化酶的变化。但是，如何引起磷酸化酶的变化还是一个疑问。
1953年他应聘为西储大学（Western Reserve U.）药理学教授。他决心对磷酸化酶做进一步彻底的探讨。经一番努力（三年的时间）终于探出肝脏萃取液中存有另一种酶——磷酸酶（Phosphotase），该酶可将充满活性的磷酸化酶转变成惰性的磷酸化酶，随后更发现肝脏萃取液中又另有一种酶——磷酸化酶激酶B（Phosphorylase b kinase），该酶可将惰性的磷酸化酶重新激活成为具有活性的磷酸化酶（磷酸化酶A是有活性的，磷酸化酶B是惰性的）。就在这前后，Krebs和Fischer两人也发现了磷酸化酶激酶B，他们更进一步还发现，在惰性的磷酸化酶B重新激活成为具有活性的磷酸化酶A的过程中，需要ATP（Adenosine triphosphate）的参与。至此，事情更趋明朗化了，那就是，磷酸化酶有两种存在形态，即活性的及惰性的，两者可以互变。肝糖的分解很显然是受活性的和惰性的两种酶的共同调节和控制。Sutherland在其后的实验中更直接证明，肾上腺素和高血糖素都有促进活性磷酸化酶形成的功用。
到此，Sutherland才回想起几年前的往事，那时他曾在肝细胞的匀浆液（Homogenates）中分别试加各种激素（肾上腺素及高血糖素也在内），都没有使肝糖的正常分解起任何变化，原来是少加了ATP 与锰离子（Mg++）。事情发展至此，已有个粗略的轮廓，但Sutherland心中仍然存在的疑问是，到底激素如何下达命令给酶？是否有什么中间物为信使传达命令？后来，Sutherland终于找出了这个答案，他在经肾上腺素处理过的肝脏萃取液中发现有一种抗热的小分子物质，它就是那个“信使”。这个结果使Sutherland很高兴，但新的难题又摆在眼前，这种小分子究竟是什么物质呢？对于这种小分子物质，他唯一知道的是：耐热（Heat-stable），具有透析性（Dialyzable），而其它一概茫然。Sutherland坦承自己对化学并不在行，对于此物质的鉴别及结构鉴定实在无能为力，遂不得不求助于当时在国立卫生研究所（National Institute of Health）任职的Leon Heppel博士。真是无巧不成书，正在那时，Heppel博士刚刚收到华盛顿大学David Lipkin博士寄给他的一封信，希望其描述以化学方法由ATP制得的一种物质。Heppel博士由于工作很忙没有把这些事放在心上。直到有一天清理抽屉时，偶然看到躺在抽屉底的两封信，发现两者所描绘的物质有很多相吻合的地方。他忽然心血来潮，心想何不让双方通通信。通过这一撮合，果然鉴定出这两人提到的物质是一模一样的东西，那就是cAMP。这件事发生在1958年春天，科学史上将为这记上一笔。要不是这个巧合，历史必定改写，至少cAMP的发现要退后几年。到此是不是就终了呢？不，由cAMP所引申出来的问题正方兴未艾，正如Sutherland自己所说的：“我已经和cAMP捉了二十五年的迷藏，但这只是个开端，这个游戏恐怕还要再延续四分之一个世纪呢！”。
获得诺贝尔奖当然是一件高兴的事，惟一使Sutherland感到遗憾的是，当前往瑞典领奖时，那冰冷的天气可能不适于垂钓吧！
注：本文主要根据E. Sutherland etal, Cyclic AMP, Academic Press（1971）； Science 174 p 392（1971）
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cAMP的分子结构
