Moore, Stanford

Stanford Moore
angol  Stanford Moore
Születési dátum 1913. szeptember 4( 1913-09-04 )
Születési hely Chicago , Illinois , USA
Halál dátuma 1982. augusztus 23. (68 évesen)( 1982-08-23 )
A halál helye New York , USA
Ország  USA
Tudományos szféra biokémia
Munkavégzés helye rockefeller egyetem
alma Mater Vanderbilt Egyetem , Wisconsin-Madison Egyetem
tudományos tanácsadója Carl Paul Link
Ismert, mint ribonukleáz kutató
Díjak és díjak
Nobel-díj - 1972 Kémiai Nobel-díj (1972)

Stanford Moore ( Chicago , 1913 . szeptember 4.  - New York , 1982 .  augusztus 23. ) amerikai biokémikus.

Kutatásokat végzett a fehérjekémia területén ( W. G. Steinnel együtt ). Alkalmazott ioncserélő kromatográfia fehérjék elemzésére; aminosav analizátort tervezett. 1960-ban létrehozták a hasnyálmirigy ribonukleáz enzim elsődleges szerkezetét . A kémiai Nobel-díj nyertese ( 1972 ) , Christian Anfinsennel és William Steinnel az enzimkémiához való alapvető hozzájárulásukért.

Az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiájának (1960) [1] és az Amerikai Tudományos és Művészeti Akadémiának tagja .

Ifjúság és oktatás

Stanford Moore Chicagóban , Illinois államban született , amikor apja, John Howard Moore joghallgató volt a Chicagói Egyetemen (JD 1917). Anya (szül. Ruth Fowler) a Stanford Egyetemen végzett . Szülei Stanfordban ismerkedtek meg, és 1907-ben összeházasodtak. Azt mondják, a találkozóhely emlékére adták a szülők fiuknak ezt a nevet.

Stanford 4 évesen kezdett tanulni egy középiskolában Winnetka városában , Illinois államban . A család hamarosan a Tennessee állambeli Nashville-be költözött , ahol apjának professzori állást ajánlottak fel a Vanderbilt Egyetem Jogi Karán, ahol egészen 1949-es nyugdíjazásáig dolgozott. John Howard Moore 1966-ban, 85 évesen halt meg.

Nashville-ben Moore a George Peabody Teachers College Peabody School diákja lett. Kiváló tanuló volt mind a 7 éves iskolában. Stanfordot tanulmányai kezdete óta érdekelte az angol és a természettudomány, később azonban szerencséje volt, hogy megismerkedett egy tanárral, R. O. Beauchamp-pel, aki felkeltette érdeklődését a kémia iránt. 1931-ben belépett a Vanderbilt Egyetemre , és Stanford Moore a repülőgépgyártás és a kémia között ingadozott. De nagy hatással Moore jövőjére Arthur William Ingersoll volt, aki felkeltette érdeklődését a szerves kémia és az anyagok molekuláris szerkezete iránt. Ennek eredményeként Stanford a kémiát választotta szakának, 1935-ben summa cum laude diplomát szerzett a Vanderbilt Egyetemen bachelor of Arts fokozattal , és a legkiválóbb hallgatóként megkapta az alapítói kitüntetést.

1935 őszén Moore elnyerte a Wisconsin Alumni Research Foundation ösztöndíját, amely lehetővé tette számára, hogy a Wisconsini Egyetemen folytassa tanulmányait. Stanford kutatást végzett Carl Paul Link professzor irányításával, aki nemrégiben Fritz Pregl -lel dolgozott Európában a szerves vegyületek atomszerkezetének meghatározására szolgáló mikroanalitikai módszereken.

1938-ban Moore a szénhidrátok és a benzimidazol -származékok jellemzésével foglalkozó disszertációjáért doktorált . Ebben kimutatták, hogy ennek a reakciónak a termékei, számos benzimidazol könnyen izolálható stabil kristályos anyagként, amely lehetővé teszi a különböző monoszacharidok azonosítását .

Pályakezdés, háborús évek

Stanford Moore doktori disszertációjának 1939-es befejezésével világossá vált, hogy jövője a biokémiában lesz . Moore csatlakozott Bergmann tudományos csoportjához, ahol részt vett a laboratórium egyik fő feladatának, a fehérjék szerkezeti kémiájának a munkájában . Különösen érdekes volt a fehérjék aminosav- összetételének gravimetriás értékelésére szolgáló módszerek kidolgozása szelektív kicsapószerek alkalmazásával. Ez a megközelítés két évvel korábban kapott új lendületet, amikor William Stein elkezdett dolgozni a laboratóriumban, és kimutatta, hogy az aromás szulfonsavak alkalmasak erre a célra.

Stein és Moore kezdeti erőfeszítéseiket két szulfonsav-reagensre összpontosították – az 5-nitro-naftalin-2-szulfonsavra a glicinre és a 2-brómtoluol-5-szulfonsavra a leucinra  –, és megmutatták, hogy jó eredményeket lehet elérni az ovalbumin hidrolízistermékeivel és a fibroinnal. selymek. [2] A munka javában folyt, de amikor az országban 1941 végén háború volt, a vizsgálatot leállították.

A háború kitörésével egy speciális vizsgálatot végeztek Bergmann laboratóriumában a Tudományos Kutatási és Fejlesztési Hivatal (UNIR) számára. Küldetésük az volt, hogy molekuláris szinten tanulmányozzák a hólyagos háborús gáz ( mustárgáz , nitrogén-mustár ) élettani hatásait, azzal a reménnyel, hogy olyan gyógyszereket fejlesszenek ki, amelyekkel leküzdhetik e vegyületek emberi szervezetre gyakorolt ​​hatását. A munka indoklása az volt, hogy az e mérgező vegyületek hatásainak megelőzésére irányuló hatékony védőintézkedések, valamint az Egyesült Államok és szövetségesei visszacsapási képessége eltántorítaná a vegyi harci szerek alkalmazását.

Amíg Stein Bergmann-nal és munkatársaival New Yorkban kutattak, Moore 1942-ben adminisztratív munkakörbe jelentkezett a Tudományos Kutatási és Fejlesztési Hivatal (UNIR) Nemzeti Védelmi Kutatási Bizottságában , és irányította az egyetemek és az ipar munkáját a vegyi harci szerek biológiai hatásainak vizsgálata. A bázisa Washingtonban volt, de szabadon utazott Dumbarton Oaksba , ahol a Nemzetvédelmi Kutatási Bizottság irodája volt. Később (1944-ben) Moore-t a Vegyipari Szolgálat Új Fejlesztési Koordinációs Osztályába nevezték ki, amelyet William A. Noyes, Jr. irányított. A szolgálat munkájának eredményei a háború után megjelent könyvben jelentek meg, ehhez Stan is hozzájárult, cikket írt (V. R. Kernerrel közösen) [3] a vegyi anyagoknak való kitettség pszichológiai mechanizmusairól. Amikor a háború véget ért, Moore a Hawaii-szigeteken szolgált a fegyveres erők hadműveleti kutatási és fejlesztési részlegében.

Aminosav kutatás

A háború vége után Herbert Gasser , a Rockefeller Intézet igazgatója állást ajánlott William Steinnek és Stan Moore-nak Bergmann egykori osztályán, lehetővé téve számukra, hogy folytassák a háború előtt megkezdett aminosavelemzést. A tudósok 1945-ben folytatták együttműködésüket, kezdve a megoszlási kromatográfiával , mint a fehérjék aminosavszekvenciájának meghatározására szolgáló módszerrel.

Oszlopkromatográfia használata

Moore és Stein az oszlopkromatográfiát választotta " kiindulási pontnak", és megfelelő mikrovizsgálatra volt szüksége az oszlop oldószerben lévő aminosavak meghatározására. Ennek érdekében William és Stan a ninhidrin [4] reakcióját tanulmányozták  , amely színreagens 1911-es felfedezése óta ismert, és kölcsönhatásba lép az összes aminosavval. Azt találták, hogy redukálható csapadék képződik a termékből, ha a reakciót redukálószer, eredetileg ón(II)-klorid jelenlétében hajtják végre.

A keményítőoszlopon végbemenő elválasztás változásainak követése érdekében az oldószert azonos térfogatú kis frakciókban tartalmaztuk; redukáló körülmények között ninhidrinnel kezelték, és spektrofotometriával mérték a keletkező színes anyagokat . A színezett anyagok koncentrációját az egyes frakciókban a frakciószámmal szemben jeleztük, így megkaptuk az úgynevezett szűrletkoncentrátum görbéket. Az ilyen görbék csúcsai alatti tér a mintában lévő aminosavak számát mutatja.

Frakciógyűjtő

Kezdetben manuálisan gyűjtötték össze a frakciókat, de meglehetősen gyorsan kifejlesztettek és megépítettek egy olyan eszközt, amelyben az oszlopról származó szűrlet minden cseppje megváltoztatta a fotocellát megvilágító fénynyaláb törésszögét, ezáltal hatással volt a rögzítőre. A cseppeket spektrofotometriás csövekbe gyűjtöttük. Ha bizonyos számú csepp összegyűlt, a forgótányér automatikusan új csövet cserélt. Bár nem ez a műszer volt az első frakciógyűjtő, ez lett a kereskedelmi műszerek prototípusa, amelyek hamarosan megjelentek a világ laboratóriumaiban. Ezeknek a változásoknak köszönhetően lehetővé vált maguknak a kromatográfiás eljárásoknak a javítása. Az általuk tervezett eredeti frakciógyűjtő a mai napig kiválóan működik a Caspary Hall Múzeumban.

Az 1949-ben leírt módszerek három megközelítést igényeltek a fehérje-hidrolizátum összes aminosavának meghatározásához. Wilman és Stan leírták a módszer alkalmazását a béta-laktoglobulin és a szérumalbumin összetételének meghatározására. [5] A három menetes kísérlethez kevesebb mint 5 mg fehérjére volt szükség, ami 5 százalék alatti standard hibával akkoriban jelentős eredménynek számított. Felismerve, hogy ez a módszertan óriási szerepet játszhat a biokémiában, Wilman és Stan sok időt töltött azzal, hogy részletesen leírja az általuk kifejlesztett módszerek más laboratóriumokban történő sikeres alkalmazásához szükséges lépéseket.

Bár a keményítőoszlopok igazi szenzációvá váltak a fehérjekémiában, vannak korlátai. Először is ez az anyag lassú áramlási sebessége az oszlopokban (két hétre volt szükség a fehérje-hidrolizátum egy teljes elemzéséhez). Ezenkívül minden vizsgálati megközelítéshez új oszlopot kellett készíteni, és az emésztési folyamat nagymértékben függött a mintában lévő sók jelenlététől.

Ioncserélő kromatográfia használata

Az oszlopkromatográfiás módszerek meglévő hiányosságai miatt Wilman és Stan úgy döntöttek, hogy az ioncserélő kromatográfiához [6] fordulnak , amely alternatívaként polisztirol gyantát használt . A tudósoknak gyorsan sikerült hatékonyan elválasztani az összes aminosavat a fehérje-hidrolizátumban egyetlen menetben oly módon, hogy nátrium-citrát- és acetát-pufferrel eluálták növekvő pH -érték mellett, különböző hőmérsékleteken, de szükség volt az oszlopok megjelenésének szabványosítására is. Végül minden nehézséget leküzdöttek, és megjelentek a reprodukálható gyanták. Az ioncsere-módszertan sikeres fejlesztése nemcsak az elemzésre fordított idő jelentős csökkentését tette lehetővé, hanem a fiziológiás folyadékokban található aminosavak megbízható elemzését is lehetővé tette: vizelet [7] , plazma és fehérjementes szövetkivonatok . . Az alkalmazott módszerek jelentős eredményeket hoztak ezen folyadékok új komponenseinek felfedezésében és értékelésében.

Ezzel párhuzamosan kidolgozták az ioncserélő kromatográfia lehetőségét a peptidek és fehérjék elkülönítésére . Hamar felfedezték, hogy bizonyos stabil fehérjéket - a szarvasmarha-hasnyálmirigy ribonukleázt és kimotripszinogént, valamint a tyúktojásfehérje - lizozimot - hatékonyan kromatografálják IRC-50-en, egy polimetakrilsav alapú gyantán . Ezeknek a fehérjéknek az elúciója a hőcserélőből a pH és az ionerő változásával történt, a feltételezéseknek megfelelően. Később a hisztont sikeresen frakcionálták a borjú csecsemőmirigyéből.

Fehérjék szerkezeti elemzése

Az elemzéshez Moore és Stein egy kis enzimet, a ribonukleázt [8] választották , amelyet korábban tanulmányoztak, megvitatva, hogy szerkezetének ismerete lehetővé teszi-e az enzimatikus aktivitásának megértését is. Ezt a munkát Christian Anfinsennel és munkatársaival párhuzamosan végezték , de a két laboratórium megközelítése eltérő volt, és a tudomány területén inkább szövetségesként, mint riválisként léptek fel.

A ribonukleáz szerkezetének kutatása egy oxidált fehérje mintájával kezdődött, amelyet szelektíven hidrolizáltak a tripszin fehérjehasító enzimmel . A kapott peptidvegyületet ioncserélő oszlopkromatográfiával választottuk el nagyjából ugyanúgy, ahogyan az aminosavakat korábban rezolválták. Ezeknek a peptideknek a szerkezete azt mutatta, hogy a ribonukleáz teljes aminosavszekvenciája (124 aminosav) létrejött. E peptidek természetének meghatározásához az oxidált enzimet kimotripszinnel hidrolizáltuk – ez a proteolitikus enzim a tripszintől eltérő formában –, hogy egy második peptidpárt kapjunk, amelyeket szintén szulfonát- polisztirol segítségével rezolválunk . A tripszin és kimotripszin jól ismert szelektív tulajdonságainak köszönhetően, amelyeket évekkel korábban Bergman és munkatársai széles körben tanulmányoztak, kialakult a tripszin peptidek elrendeződésének sorrendje a polipeptidláncban. A megerősítést a pepsi-hidrolizátumból izolált peptidek másik tételéből kaptuk.

Automatikus aminosav elemzés

A munka előrehaladtával nyilvánvalóvá vált, hogy a kutatás fejlődését hátráltatja az aminosavak elemzésének korlátozott szintje. Az akkor használt módszerek mellett a kísérlet csaknem három napig és több száz spektrofotometriás leolvasást igényelt. Így 1956-ban megkezdődött az automatikus aminosav-analízis létrehozása. Csak a használt eszközök átfogó fejlesztése után kezdődött, így magát a módszert 1958-ban publikálták. A rendelkezésre álló gyantákkal az elemzési idő 24 órára csökkent, és az elfogadható érzékenység elérte a 0,5 mikromol értéket. A későbbi fejlesztések átlagosan egy órával csökkentették az elemzési időt, és két nagyságrenddel növelték az érzékenységet. A Moore és Stein által felfedezett fehérjekémiai ismeretek fontosságát nem lehet túlbecsülni.

Az eredeti, 1958-ban leírt automatikus aminosav-analizátor [9] még mindig működőképes, még mindig ugyanabban a Rockefeller Egyetem laboratóriumában áll, ahol összeszerelték.

A ribonukleáz teljes kovalens szerkezetét 1963-ban publikálták, ez az enzim első ilyen jellegű vizsgálata. Ezután úgy döntöttek, hogy megvizsgálják a ribonukleáz aktivitás gátlását jódacetáttal. Egy sor olyan vizsgálatban, amelyben a válasz változását különböző pH-értékeknél aminosav-analízis kísérte, bebizonyosodott, hogy az aktivitás gátlása pH 5-nél a hisztidin-119 nitrogén-1 karboximetilációjának eredménye. vagy a hisztidin-12 nitrogén-3-ján, de nem ugyanazon ribonukleáz molekula mindkét oldalán. Az aktivitás gátlását alacsonyabb pH mellett a metioninnal való reakciók miatt tapasztalták ; magasabb pH-n - lizin-41-gyel reagálva. Ebben az esetben feltételezhető, hogy a hisztidin-12 és -119 a ribonukleáz aktív oldalán közeledik egymáshoz. Ezt a feltevést, amely a ribonukleáz későbbi vizsgálatainak kulcsának bizonyult, más laboratóriumokban röntgenanalízissel tovább erősítették. Ezáltal lehetővé vált a kinetikai vizsgálatok értelmezése és a mágneses magrezonanciával kapcsolatos munka , ami az enzim hatásmechanizmusának részletes magyarázatához vezetett.

A ribonukleázzal kapcsolatos munka egyetemes elismerést kapott Moore-nak, Steinnek és Anfinsennek 1972 -ben kémiai Nobel-díjjal . Ezt követően a Moore-Stein laboratórium kibővült, és más kutatómunkák is elkezdődtek benne: a hasnyálmirigy-dezoxiribonukleáz aminosavszekvenciájának meghatározása, a cianátionok reakciójának vizsgálata fehérjékkel való kölcsönhatás során; szerkezeti vizsgálatok pepszin felhasználásával; a streptococcus proteináz hatásmechanizmusa és szerkezete; a T1 ribonukleáz szekvenciájának és aktív oldalának vizsgálata; a 2',3'-ciklusos nukleotid, a 3-foszfohidroláz és inhibitora izolálása; ribonukleáz-inhibitorokkal kapcsolatos tanulmányok és számos tanulmány a hasnyálmirigy ribonukleázának módosításairól.

Moore és Stein együttműködése a Rockefeller Egyetemen folytatódott azután is, hogy Willman Stein 1969-ben súlyos bénulást szenvedett. A háborús évek (1942-1945) kivételével Moore csak egy évig – 1950-ig – hiányzott a Rockefeller Intézetből. Hat hónapot töltött Brüsszelben , Belgiumban , ahol aminosav-elemzéssel foglalkozó laboratóriumot nyitott, majd a második hat hónapot. hónapokig Angliában , Cambridge -ben, Frederick Sangerrel közösen egy laboratóriumban, és az inzulin aminosavszekvenciájának tanulmányozásán dolgozott . Stan úgy érezte, hogy ez az Európában eltöltött év fontos volt tudósi fejlődése és jövőbeni nemzetközi tudományos területen végzett munkája szempontjából.

Személyes élet és társadalmi tevékenységek

Moore a biokémikusok közösségében szolgált az Amerikai Biokémikus Társaság szerkesztőjeként és tisztviselőjeként, valamint az 1964-ben New Yorkban megtartott Nemzetközi Biokémiai Kongresszus Szervező Bizottságának elnökeként. A kongresszus kiemelkedő esemény volt a tudományos előadások szervezésének és Moore vendégszeretetének köszönhetően. A kongresszus ideje alatt Stan naponta 8-10 vendéget hívott meg reggelire és ebédre, hogy a tudósok nyugodt légkörben találkozhassanak kollégáival. Ezt a gyakorlatot folytatta a következő 15 évben nemzetközi kongresszusokon és az Amerikai Biokémikus Társaság éves találkozóin. Csak az egészségi állapota törte meg ezt a hagyományt.

Stanford Moore egész életét kizárólag a tudománynak szentelte. Soha nem házasodott meg, elkerült mindent, ami a tudományt és a tudósokat nem érintette.

Életvége, örökség

Élete utolsó két évében, ahogy egészségi állapota megromlott, Moore tudatában volt betegségének, az amiotrófiás laterális szklerózisnak . 1982. augusztus 23-án hunyt el lakásában, nem messze a Rockefeller Egyetem szeretett laboratóriumától, ahol sok sikeres és eredményes évet töltött. Meg kell jegyezni, hogy a Moore és Stein által kifejlesztett módszer vagy eszköz nincs szabadalmaztatva . Nem törődtek a személyes haszonnal. Sőt, Stan Moore-t kevéssé érdekelte a saját tulajdona, kis irodája és legénylakása minimális kényelemmel volt berendezve.

Stan kötődése a Rockefeller Egyetemhez és a biokémia iránti elkötelezettsége tükröződött végrendeletében, amelyben kijelentette, hogy vagyonát "adományként kell felhasználni a biokémiával foglalkozó kutatók fizetésére és tudományos költségeire". Ahogy Stan írta a Joshua Lederberg egyetemi elnöknek írt levelében, amelyet halála után kézbesítettek: „Szerény lehetőségeim ellenére is segíteni akarok a fiatal hallgatóknak, ahogy ők segítettek nekem.”

Rangok

Díjak

(William Steinnel megosztva)

Jegyzetek

  1. ↑ Moore, Stanford az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémia  honlapján
  2. ↑ Moore S, Stein.WH, Bergmann M. Az I-szerin izolálása selyemfibroinból  // J.Biol.Chem.. - 1941. - Vol. 139. - P. 481-482.
  3. ↑ Moore S, Kirner WR A kémiai harcanyagok fiziológiai hatásmechanizmusa // Kémia (Science in World War II). - 1948. - P. 288-360.
  4. ↑ Moore S, Stein.WH Fotometriás ninhidrin módszer aminosavak kromatográfiájában használatos  // J.Biol.Chem.. - 1948. - Vol. 176. - P. 367-388.
  5. ↑ Moore S, Stein.WH A β-laktoglobulin és a szarvasmarha szérum albumin aminosavösszetétele  // J.Biol.Chem.. - 1949. - Vol. 178. - P. 79-91.
  6. ↑ Moore S., Hirs CHW, Stein W. H. Aminosavak izolálása kromatográfiával ioncserélő oszlopokon; illékony pufferek használata  // J. Biol. Chem.. - 1952. - Vol. 195. - P. 669-683.
  7. ↑ Moore S., Tallan HH, Stein WH 3-Methylhistidine, a new aminosavs from human vizelet  // J.Biol.Chem.. - 1954. - Vol. 206. - P. 825-834.
  8. ↑ Moore S., Hirs CHW, Stein WH A ribonukleáz aminosavösszetétele  // J.Biol.Chem.. - 1954. - Vol. 211. - P. 941-950.
  9. ↑ Moore S., Spackman DH, Stein WH Automatikus rögzítő berendezés aminosavak kromatográfiájához  // Anal.Chem.. - 1958. - Vol. 30. - P. 1190-1206.  (nem elérhető link)

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Tematikus oldalak
Szótárak és enciklopédiák