Merrifield, Robert Bruce

Robert Bruce Merrifield
angol  Robert Bruce Merrifield
Születési dátum 1921. július 15( 1921-07-15 )
Születési hely Fort Worth , Texas , Egyesült Államok
Halál dátuma 2006. május 14. (84 évesen)( 2006-05-14 )
A halál helye Creskill , New Jersey , USA
Ország  USA
Tudományos szféra biokémia
Munkavégzés helye
alma Mater
Díjak és díjak Nóbel díj Kémiai Nobel-díj (1984)
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

Robert Bruce Merrifield ( angol.  Robert Bruce Merrifield ; 1921. július 15., Fort Worth , Texas  - 2006. május 14. , Creskill , New Jersey ) amerikai biokémikus, 1984-ben kémiai Nobel-díjat kapott a javasolt kémiai módszertanáért. szintézis szilárd mátrixokon [1] .

Gyermekkor és ifjúság

Bruce 1921. július 15-én született Fort Worthben , Texasban. Egyedüli gyerek volt a családban. Apja George Evan Merrifield (George E. Merrifield), belsőépítész volt és kiegészítőket árult, anyja Lauren Lucas Merrifield (Lorene szül. Lucas).

1923-ban, amikor Bruce két éves volt, családja Dél-Kaliforniába költözött. A nagy gazdasági világválság ideje volt , és Merrifieldéknek, hogy munkát találjanak apjuknak, egyik helyről a másikra kellett költözniük. Emiatt Bruce gyakran váltott iskolát.

Kedvenc tantárgyai a fizika , a kémia és a csillagászat voltak . Bruce különösen élvezte a kémiai kísérleteket. A kaliforniai általános iskola elvégzése (9 osztály) után Merrifield a Montebello Schoolban (Montebello High School) tanult középiskolában 1937-1939 között. A Pasadena Junior College-ban eltöltött két év után átigazolt a Los Angeles-i Kaliforniai Egyetemre (UCLA). Miután 1943-ban ott megszerezte az alapdiplomát, Bruce körülbelül egy évig a Philip R. Park Kutatási Alapítványnál dolgozott, és segített a szintetikus aminosavakkal végzett takarmányozási kísérletekben. Az egyik ilyen kísérlet a Geiger-kísérlet volt, amely először mutatta ki az esszenciális aminosavak együttes jelenlétének szükségességét a takarmányban az állatok normális fejlődéséhez.

Korai karrier

Egy évvel később Bruce beiratkozott a Kaliforniai Egyetem posztgraduális iskolájába, és 1944-ben disszertációs kutatásba kezdett Max Dunn biokémia professzor (MS Dunn) irányítása alatt. Utóbbi az aminosavakat tanulmányozta, és azt javasolta, hogy Merrifield vegye fel ezt a témát. Bruce olyan biopolimerekkel kezdett dolgozni, amelyek befolyásolják a Lactobacilli nemzetséghez tartozó baktériumok növekedését , és amelyeket aminosavak kvantitatív elemzésére használtak. Dunn és Merrifield úttörők voltak ezen a területen. Bruce azonosította a prolint , és tanulmányozta az élesztőben található pirimidin bázisokat is. A pirimidinek kvantitatív analízisének biokémiai módszerének kidolgozásáért (témavezetőjével, Dunn-nel) 1949-ben doktorált (Ph.D.).

Közvetlenül a diploma megszerzése után, 1949. június 19-én feleségül vette Elizabeth Furlongot (Elizabeth Furlong), és másnap elutazott New Yorkba.

Ott, Dr. Woolley (DW Woolley) irányítása alatt, Bruce biokémikus asszisztensként kezdett dolgozni a Rockefeller Institute for Medical Research-ben (a későbbi Rockefeller Egyetem ). Egy új bakteriális növekedési faktort, a strepogenint kutatta, amelyet felettese fedezett fel. Ekkor már Sanger meghatározta az inzulin elsődleges szerkezetét, Merrifield pedig a strepogenin nagy aktivitása miatt az inzulin B-láncából két peptidet, egy pentapeptidet és egy szerint tartalmazó heptapeptidet tudott tanulmányozni [2] .

A peptidek szilárd fázisú szintézisének módszere

A 20. század közepére a peptidek legelterjedtebb szintézisének módszere Emil Fischer módszere volt , aki elsőként kezdett el dolgozni ezen a területen. Ebben a módszerben az aminosavakat egymás után adják hozzá a kapott peptidlánchoz. A csoportvédelem, az aktiválás, a peptidlánchoz való kapcsolódás és a védőcsoport eltávolítása lépéseiből álló ciklusokat addig ismételjük, amíg a kívánt összetételű peptidláncot megkapjuk. A szintézis során nagyszámú melléktermék keletkezett, amelyeket minden szakaszban el kellett távolítani. Általában az ezzel a módszerrel szintetizált célpeptid hozama nagyon alacsony volt, maga a termék pedig erősen szennyezett.

A folyamat néhány fejlesztését az 1930-as években fejlesztették ki. Az egyik ilyen javulás a sokoldalú benziloxikarbonil-csoport alkalmazása volt, amely lehetővé tette Vincent Du Vignot csoportja számára, hogy oxitocint és vazopresszint szintetizáljon .

Miután több évig szintetizálta a peptideket az akkoriban ismert módszerekkel, Bruce elkezdett gondolkodni a szintézis egy alternatív, szélesebb változatának megalkotásán. Laboratóriumi folyóiratában 1959 májusában ezt írta:

Szükség van egy gyors, kvantitatív és automatizált módszerre a hosszú láncú peptidek szintézisére. Egy lehetséges megközelítés lehet az oszlopkromatográfia alkalmazása, amelyben aktivált aminosavakat adnak egy polimer hordozóhoz kapcsolt peptidhez, majd eltávolítják a védőcsoportokat, majd a ciklust addig ismételjük, amíg a kívánt peptid meg nem épül. Az utolsó lépésben a peptidet el kell távolítani a hordozóból.

Egy sor kísérlet után Bruce úgy döntött, hogy sztirolból és divinil-benzolból álló polimert használ hordozóként. Ez a hordozóváltozat vonzó volt szerves oldószerekben való nagy oldhatósága és alacsony térhálósodási foka miatt is. Ennek a hordozónak az előnyeihez járul hozzá, hogy könnyen módosítható, lehetővé téve, hogy az első aminosav benzil-észterként kapcsolódjon a polimerhez.

Az 1960-ig rendelkezésre álló kevés védőcsoport közül a benziloxikarbonilcsoport nem volt teljesen alkalmas a peptidszintézis egy új változatára, mivel erősen savas környezetet igényelt a termékről való leválasztáshoz, majd Bruce úgy döntött, hogy kísérletei során diciklohexil -karbodiimidet (DCCI) használ. , amelyet nem sokkal korábban használtak.

1963-ban Merrifield klasszikus tanulmányt publikált a Journal of the American Chemical Society folyóiratban , amelyben leír egy módszert, amelyet "szilárd fázisú peptidszintézisnek" nevezett [3] . Ez a cikk a folyóirat egyik legtöbbet idézett publikációja lett.

Fontos előrelépés volt egy olyan létesítmény megtervezése, amely képes automatizálni a peptidek szintézisét. Az első működő készüléket Bruce és asszisztense, John Stewart készítette N. Gernberg segítségével 1965-ben.

Merrifield egy publikációja, amely egy tetrapeptid előállítását írja le egy új növényben, a szilárd fázisú peptidszintézist (SPPS) mutatta be alternatív peptidszintézisként [4] . Bár voltak szkeptikus tudósok, a cikk óriási figyelmet keltett a világ vegyészei körében. A tetrapeptidről szóló cikk után nem sokkal az új módszer részletes leírásával foglalkozó publikációk sora következett [5] . Bruce csoportja számos peptid hormont is termelt az általuk kifejlesztett berendezésekkel, beleértve a bradikinint , oxitocint , angiotenzint és az inzulin fehérjét [6] . A peptidek szilárd fázisú szintézisének módszerének elterjedésével az automatizált szintetizátorok kereskedelmi modelljei kezdtek megjelenni a piacon, amelyek közül sok rossz minőségű volt, és nagymértékben hiteltelenítette az SPPS-t.

A peptidszintézis új módszerének ellenzői azzal érveltek, hogy az automatizált szintetizátorral előállított peptidtermékek nem tiszták. A termékek tisztaságának problémájával Merrifield a peptidek szintézisével kapcsolatos munkája során végig szembesült. Megoldása a nagy teljesítményű folyadékkromatográfiás módszer kifejlesztésének köszönhetően vált lehetővé .

A ribonukleáz szintézise

1969-ben Merrifield Bernd Gutte-tal együtt sikeresen megszintetizálta a ribonukleáz enzimet [7] . A szintézis végrehajtásához Merrifieldnek és Guttanak 369 kémiai reakcióra és 11 931 különálló lépésre volt szüksége, amihez egy automatizált szintetizátor több hetes folyamatos működésére volt szükség. Ez a munka kísérleti bizonyítékot szolgáltatott Anfinsen hipotézisére , aki azt javasolta, hogy egy fehérje elsődleges szerkezete határozza meg harmadlagos szerkezetét.

A cecropin és analógjai szintézise

1982-ben Bruce Merrifield és munkatársai először szintetizálták a cecropin peptidet , amelynek antibakteriális hatása van. Ennek az anyagnak a tanulmányozása ezt követően külön területté alakult a vegyületcsoport szisztematikus osztályozásával [8] . Ennek az osztálynak néhány tagját sikeresen szintetizálták és antibakteriális aktivitásra elemezték abban a laboratóriumban, ahol Bruce dolgozott [9] . A kísérletek során a tudósok azt találták, hogy az általuk nyert D-cecropins A ugyanolyan elektromos vezetőképességet képesek létrehozni, mint enantiomerjeik a bilipid rétegben, és hasonló antimikrobiális aktivitással is rendelkeznek [10] [11] [12]

Ezen túlmenően azt találták, hogy a nem poláris közegben lévő cecropinok helicitása magas. Eredményeik alapján Bruce Merrifield és laboratóriuma arra a következtetésre jutott, hogy ezek a peptidek a sejtmembránok ioncsatornáinak kialakításán keresztül hatnak, és nem lépnek kölcsönhatásba királis központokkal, például enzimekkel és receptorokkal.

Merrifield módszere nagy előrelépést eredményezett a biokémiában , a farmakológiában és az orvostudományban , lehetővé téve az enzimek, hormonok és antitestek aktivitásának szerkezetüktől való függőségének szisztematikus tanulmányozását. Laboratóriumában, amelyet élete utolsó napjaiig irányított, a módszer kidolgozása és tökéletesítése volt a kutatások fő témája.

Díjak és kitüntetések

Munkásságáért Merrifieldet 1972- ben beválasztották az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiájába [13] .

Számos díjat kapott a peptidek szintetikus kémiájával kapcsolatos munkájáért, többek között:

Személyes élet

Bruce feleségül vette Elizabeth Furlongot (1949), akit a Los Angeles-i Egyetemen ismert meg. A biológia diploma megszerzése után több mint 20 évig dolgozott férjével a Rockefeller Egyetemen. 1993-ban adta ki önéletrajzát Living in the Golden Age of Peptide Chemistry címmel. R. Bruce Merrifield hosszú betegség után 2006. május 14-én, 84 éves korában elhunyt otthonában, a New Jersey állambeli Cresskillben. Feleségét, 6 gyermekét (Nancy, Jim, Betsy, Cathy, Laurie és Sally) és 16 unokáját hagyta hátra.

Irodalom

Jegyzetek

  1. ↑ Kenneth Chang . R. Bruce Merrifield, aki kémiai Nobel-díjat kapott, 84 évesen halt meg , The New York Times  (2006. május 6.). Az eredetiből archiválva : 2014. március 25. Letöltve: 2008. április 12  .
  2. ↑ R.B. Merrifield, D.W. Woolley. Strepogenin aktivitású peptid izolálása és szerkezetének meghatározása  //  Archives of Biochemistry and Biophysics : folyóirat. - Elsevier , 1955. - 1. évf. 56 , sz. 1 . - 265-266 . o . - doi : 10.1016/0003-9861(67)90184-1 .
  3. ↑ R. B. Merrifield. Szilárd fázisú peptid szintézis. I. A tetrapeptid szintézise  //  Journal of the American Chemical Society : folyóirat. - 1963. - 1. évf. 85 . - 2149. o . doi : 10.1021 / ja00897a025 .
  4. ↑ R. B. Merrifield. Peptidek automatizált szintézise  (angol)  // Tudomány. - 1965. - P. 178-185 . - doi : 10.1126/tudomány.150.3693.178 .
  5. ↑ Robert B. Merrifield, , John Morrow. Stewart, , Nils. Jernberg. Peptidek automatizált szintézisének eszköze  (neopr.)  // Analitikai kémia. - 1966. - S. 1905-1914 . - doi : 10.1021/ac50155a057 .
  6. ↑ B. Marglin, R. B. Merrifield. A szarvasmarha-inzulin szintézise szilárd fázisú módszerrel  //  Journal of the American Chemical Society : folyóirat. - 1966. - P. 5051-5052 . doi : 10.1021 / ja00973a068 .
  7. ↑ R.B. Merrifield, B. Gutte. The Synthesis of Ribonuclease A  (angol)  // The Journal of Biological Chemistry  : folyóirat. - 1971. - 1. évf. 246 . - P. 1922-1941 .
  8. ↑ Håkan Steiner, David Andreu, R.B. Merrifield. A cecropin és a cecropin analógjainak kötődése és hatása: Antibakteriális peptidek rovarokból  (angol)  // Biochimica et Biophysica Acta : folyóirat. - 1988. - 1. évf. 939 , sz. 2 . - P. 260-266 . - doi : 10.1016/0005-2736(88)90069-7 .
  9. ↑ HG Boman, I. Faye, P. Hofsten, K. Kockum, J.-Y. Lee, KG Xanthopoulos, H. Bennich, Å. Engström, R. B. Merrifield, D. Andreu. A Hyalophora cecropia lizozim, cecropin és attacin elsődleges szerkezetéről  (angolul)  // Developmental & Comparative Immunology : Journal. - 1985. - 1. évf. 9 , sz. 3 . - P. 551-558 . - doi : 10.1016/0005-2736(88)90069-7 .
  10. ↑ HG Boman, D. Wade, I. A. Boman, B. Wåhlin, R. B. Merrifield. A cecropin-melittin hibridek peptidek antibakteriális és maláriaellenes tulajdonságai  //  FEBS Letters : folyóirat. - 1989. - 1. évf. 259 , sz. 1 . - 103-106 . o . - doi : 10.1016/0014-5793(89)81505-4 .
  11. ↑ David Andreu, Josep Ubach, Anita Boman, Birgitta Wåhlin, David Wade, R.B. Merrifield, Hans G. Boman. Rövidített cecropin A-melittin hibridek A jelentős méretcsökkenés megtartja az erős antibiotikus aktivitást  //  FEBS Letters : folyóirat. - 1992. - 1. évf. 296. sz . 2 . - P. 190-194 . - doi : 10.1016/0014-5793(92)80377-S .
  12. ↑ Francesca M. Marassi, Stanley J. Opella, Padmaja Juvvadi, R. B. Merrifield. A cecropin A hélixek orientációja a foszfolipid kettősrétegekben szilárdtest NMR spektroszkópiával meghatározva  // Biophysical  Journal : folyóirat. - 1999. - 1. évf. 77 , sz. 6 . - P. 3152-3155 . - doi : 10.1016/S0006-3495(99)77145-6 .
  13. ↑ Bruce Merrifield archiválva : 2016. március 5. a Wayback Machine -nél  

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Tematikus oldalak
Szótárak és enciklopédiák
Genealógia és nekropolisz