| Maria Moiseevna Botvinik | |
|---|---|
| Születési dátum | 1901. vagy 1901. október 23. ( november 5. ) [1] |
| Születési hely | Minszk |
| Halál dátuma | 1970. vagy 1970. április 17. [1] |
| A halál helye | Moszkva , Szovjetunió |
| Ország | |
| Tudományos szféra | Kémia , Biológia |
| Munkavégzés helye | Moszkvai Állami Egyetem M. V. Lomonoszov |
| alma Mater | A Moszkvai Állami Egyetem Fizikai és Matematikai Kara |
| Akadémiai fokozat | a kémiai tudományok doktora |
| Akadémiai cím | docens |
| tudományos tanácsadója |
Zelinszkij Nyikolaj Dmitrijevics Gavrilov Nyikolaj Ivanovics |
Maria Moiseevna Botvinik (ritkábban Botvinnik ; 1901. október 23., Minszk - 1970. április 17., Moszkva [ 2] ) - szovjet szerves kémikus , a kémiai tudományok doktora, tudós, a fehérjekémia , különösen a hidroxiamino szakterülete. savak . Oroszországban először szintetizálta a legfontosabb hidroxi-aminosavakat és származékaikat, jelentősen előrehaladt a kémia a hidroxil fehérjében betöltött szerepének, az enzimműködési mechanizmusoknak a megoldásában.
Zsidó családban született. Az apa alkalmazott (gyárvezető) volt.
1918 - ban végzett a 88. munkaügyi iskolában Moszkvában. 1918-23-ban. Az Élelmiszerügyi Népbiztosságon , majd a Khleboproduktban dolgozott hivatalnokként, hivatalnokként, osztályvezetőként, osztálytitkárként, tudósítóként. 1924-1925-ben. 34. középiskolában természettudományt és gazdaságföldrajzot tanított.
1919-ben beiratkozott a Moszkvai Állami Egyetem Fizikai és Matematikai Karára , majd 1927-ben diplomázott a Kémiai Tanszéken, „Az edestin hexóniumbázisokat tartalmazó anhidrid komplexéről” című szakdolgozatát védve (1929) [3] . 1928-1929-ben felkészítőként és laboránsként dolgozott a Kémiai Tanszéken. 1929-1931-ben. - a Kémiai Kar posztgraduális iskolájában (témavezető N. D. Zelinsky ). Az érettségi után 1931-ben a Moszkvai Állami Egyetem Kémiai Karán dolgozott asszisztensként, ahol szerves kémiát tanított. Tudományos munkát végzett az N. D. Zelinsky és N. I. Gavrilov helyettes által vezetett fehérjekémiai laboratóriumban . Ugyanakkor a Biokémiai Intézet tudományos főmunkatársaként dolgozott. Bach. 1935-ben megvédte Ph.D. disszertációját, és megkapta a Szerves Kémiai Tanszék docensi címét. Folyékonyan beszélt három nyelven: franciául , angolul , németül . 1941-ben az egyetemmel együtt Ashgabatba menekítették , ahol a Moszkvai Állami Egyetemmel együtt vezető kutatóként dolgozott a Szovjetunió Tudományos Akadémia türkmén részlegén . 1956-ban védte meg disszertációját a kémiatudományok doktora címért. Több mint 50 publikációja van. 1967 óta a Moszkvai Állami Egyetem Kémiai Karának Természetes Vegyületek Kémiai Tanszékének vezető kutatója . Maria Moiseevna több mint 20 éve tart egy speciális kurzust a fehérjekémiára szakosodott hallgatók számára. A szerves kémia művelt tudósa, kiváló oktató és tanár lévén, megérdemelt tekintélynek örvendett a Kémiai Kar munkatársai és hallgatói körében .
Maria Moiseevna aktívan részt vett a közmunkában: 1929-ig könyvtáros volt a 2. számú gyógyszergyárban. 1929-1934 között választott munkakörben dolgozott: a helyi bizottság titkára; a termelési szektor vezetője; az egyetemi posztgraduális iroda tagja; a helyi posztgraduális iroda elnöke, a Tudományos Dolgozók Tagozatának (SNR) Iroda titkára, diákcsoportok agitátora. Tagja volt a CHP egyetemi irodájának a lovasdandár védnöksége alatt.
Kitüntetések: „A Nagy Honvédő Háború alatti munkáért” érem (1946), a Kémiai Kar és az Egyetem (1931-1941) számos társadalmi, pedagógiai és tudományos munkáért végzett díszoklevele és hála.
1970. január 12- én nyugdíjba vonulása miatt elbocsátották állásából [4] .
Maria Moiseevna a fehérjetudomány kialakulásának különböző időszakaiban a fehérjék és peptidek kémiájának aktuális problémáival, az aminosav- származékok szerkezetének és tulajdonságainak tanulmányozásával foglalkozott . Tudományos pályafutása elején, amikor még N. I. Gavrilov végzős hallgatója volt, tanulmányozta és kiegészítette vele a fehérjeszerkezet diketopiperazin elméletét. Ennek az elméletnek a keretében anhidrid komplexeket vizsgáltak, amelyek közül az egyikről (az edestin fehérjéből izolálva) egy vitatható cikk jelent meg, amely értékes információkat tartalmaz, amelyek tükrözik a fehérjék felépítésével kapcsolatos elképzeléseket Oroszországban és világszerte. írása (1929). [3]
A diketopiperazinok Botvinik korai kutatásának fontos területét képezték, ezeket a "A laktám-laktám átrendeződés kérdéséről" című cikk is említi (1937) [5] . Ebben a munkában az amidok formájában jelentkező bizonytalanság problémáját a szén-nitrogén kettős kötés meghatározásával oldottuk meg, mivel ez utóbbi csak a laktim átrendeződésre jellemző. Az amidkötés átrendeződésének vizsgálatára a Prilezhaev-reakciót alkalmazták: a perbenzoesav kettős kötésre gyakorolt hatását. M. M. Botvinik, miután érdeklődött a perbenzoesav iránt, munkatársaival és hallgatóival együtt elkezdte a kutatást kiterjeszteni, hogy megértse, milyen mélyen és milyen mechanizmussal megy végbe a sav általi oxidáció. A helyzet az, hogy a perbenzoesav reagensként történő alkalmazása a szén-nitrogén kettős kötés minőségi, és még inkább mennyiségi meghatározásához az oxidáció természetének részletesebb vizsgálatát tette szükségessé. Egyik első tanítványukkal, M. A. Prokofjevvel az imidazol és származékainak oxidációját tanulmányozták ezzel a reagenssel. Az imidazolgyűrű kényelmes volt ehhez a vizsgálathoz, mivel nagyon stabil. Ezenkívül ez a csoportosítás széles körben elterjedt a fehérjében. A nitrogéntartalmú vegyületek arányát gyakorlatilag nem vizsgálták [6] . Ebben a munkában az imidazolgyűrű oxidációjának mechanizmusát sikerült feltárni. Az oxidáció átment a dioxid fázison, és karbamidhoz vezetett :
Annak ellenére, hogy a diketopiperazin-elmélet a huszadik század 40-es éveinek végéig fejlődött, M. M. gyorsan felismerte ennek az elméletnek a hamisságát, és továbbra is E. Fisher peptidelméletének híve maradt , amelyet hallgatóknak és hallgatóknak tanított. M. M. további munkáját a hidroxi-aminosavaknak, különösen a szerinnek szentelték. A hidroxiaminosavak területe sok kutató figyelmét felkeltette az 1940-es években. A treonin , a foszforsav hidroxi-aminosavakkal képzett észtereinek izolálása fehérjékből, a hidroxilcsoport jelentőségére vonatkozó adatok a fehérje enzimatikus hasítása során azt mutatták, hogy a hidroxicsoport, és ennek következtében a hidroxi-aminosavak bizonyos és talán fontos szerepet játszanak. fehérjékben.
Ám az 1930-as években az aminosavak ezen csoportjáról meglehetősen szűkösek voltak az ismeretek. A zsíros hidroxiaminosavakról különösen keveset tudtak. Ezzel összefüggésben nehézségek merültek fel ezen vegyületek izolálása és meghatározása során. A fehérjében teljesen bizonyítottnak tekinthetők: tirozin, hidroxiprolin, szerin, treonin és b-hidroxiglutaminsav. A b-oxivalinra, oxilizinre , oxitreptofánra és számos másra vonatkozó adatok megerősítést igényeltek. Így a treonint, amelyet először V. S. Sadikov és N. D. Zelinsky [7] említett 1923-ban, végül csak 1935-ben igazolták a fehérjékben a vér fibrinből történő izolálása után.
A hidroxi-aminosavak sajátos tulajdonságait keresve Botvinik és csoportja a b-hidroxi-savakra jellemző dehidratációs reakció mellett döntött. A kutatáshoz közeledve azonban a hidroxiaminosavak szintézisére szolgáló módszerek kidolgozásának hiányával találkoztak.
Megállapították, hogy a b-hidroxi-a-aminokarbonsavak szintézisének legjobb és univerzális módszere a treonin krotonsavakból történő szintézise. Egy telítetlen sav és higany-acetát reakciójából áll metil-alkohol oldatban. Ammóniával történő aminálás és a metoxicsoport hidrogén-bromiddal történő eltávolítása után b-hidroxi-a-aminosav képződik.
Jellemző reakciót találtunk továbbá a zsíros sorozatba tartozó b-hidroxi-a-aminokarbonsavak esetében - benzoesavanhidriddel végzett dehidratálást telítetlen azalaktonok képződésével. Megállapítást nyert, hogy a kiszáradás az előzetes ciklizálás után következik be. Tanulmányozták az azalaktonok hidrolízisét telítetlen aminosavak acilláivá. [nyolc]
A dehidratációs reakció kettős jelentőségű volt. Ennek a reakciónak egyrészt csak a hidroxiaminosavakra kell jellemzőnek lennie, másrészt nem kizárt, hogy a hidroxiaminosavak bomlása így megy végbe, ha nem is in vivo, de in vitro. A különböző lebontó szerek közül a kutatók a benzoesavanhidridre, mint viszonylag enyhe reagensre telepedtek le. M. M. Botvinik et al. nyomon követhető az azalakton hozamának javítására szolgáló feltételek kiválasztásának iránya: az idő, a rezsim hőmérséklete és a kiindulási anyagok feldolgozásának jellege.
Az 1940 -es években M. M. Botviniknek sikerült megszintetizálnia a b-oxinorvalint, és megvilágítani a reakció mechanizmusát az anyag előállításához [9] . 1948-ban pedig Maria Moiseevna kvalitatív reakciókat dolgozott ki b-hidroxi-aminosavakra és szerinre [10] . Ennek a reakciónak az alapja a hidroxi-aminosavak azon képessége volt, hogy telítetlen azalaktonokká alakuljanak ecetsavanhidriddel vagy benzoesavanhidriddel hevítve. A kialakuló kettős kötés könnyen kimutatható a permanganát Bayer-féle színtelenítésével. A keletkező telítetlen azalaktonok instabilak, és hevítéskor a megfelelő ketosavakra bomlanak. A szerin esetében piroszőlősav képződik, amely lúgos közegben szilicilaldehiddel narancssárga-barna színt ad. Ily módon meghatározható a szerin helyzete a peptidben . A fehérjékben található összes aminosav közül csak a cisztein váltja ki mindkét reakciót , amely a hidroxi-aminosavakhoz hasonlóan telítetlen azalaktonná alakul.
Botvinik éveket szentelt a perbenzoesav reakcióinak kutatásának is. Munkája számos példában igazolta a szén-nitrogén kettős kötés aktivitását. Ugyanakkor azt találták, hogy a zsíraminokat, az aromásokhoz hasonlóan, a perbenzoesav oxidálja, és a nitrogéntartalmú csoport reakcióképessége a nitrogénben lévő szabad elektronok jelenlétével függ össze. Bebizonyosodott, hogy a vegyületek savas tulajdonságai csökkentik reakciókészségüket [11] . 1946-ban megjelent egy cikk, amelyben Maria Moiseevna N. D. Zelinsky akadémikussal együtt pótolta a fehérjék hidroxi-aminosav-tartalmára vonatkozó adatok hiányosságait [12] .
1951-ben a Moszkvai Állami Egyetem Tudományos jegyzeteiben, amelyet N. D. Zelinsky 90. évfordulója alkalmából szenteltek , egy cikk jelent meg, amely számos értékes ötletet vázolt fel a fehérjék sajátos tulajdonságaival kapcsolatban. Kimutatták, hogy számos vizsgált fehérjében a hidroxicsoport dominál, vagy a fehérje poláris funkciós csoportjainak jelentős részét teszi ki. Ez a tanulmány jelentős előrelépést tett a hidroxil fehérjében betöltött szerepe kérdésének megoldásában. A hidroxil fehérjében betöltött szerepének tanulmányozásának lehetséges megközelítési módjainak tisztázása érdekében M. M. és munkatársai a hidroxil reakcióképességét vizsgálták hidroxiaminosavakban, különös tekintettel az oxiszalonra; egyúttal egy második célt is kitűztek - egy aminosav hidroxicsoport szerinti észterkötésének megszerzését. Számos fehérje magas hidroxiaminosav-tartalma, különösen a fibrilláris fehérjékben, rávilágított arra, hogy a hidroxil különleges specifikus szerepet játszik, labilis kötéseket képez a fehérjékben vagy a fehérjék között. Botvinik kísérleti megközelítésként a hidroxámreakciót próbálta felhasználni az éterkötés kimutatására. Kiderült, hogy ha ez utóbbit szigorúan megválasztott körülmények között hajtják végre, akkor csak az éteri kötés reagál. A hidroxámreakció segítségével lehetővé vált egy érdekes és fontos probléma megoldása a fehérjemolekulában lévő hidroxilkötés formájával kapcsolatban [13] .
Folytatódott a munka az aminosav és a b-hidroxi-aminosavak hidroxilcsoportja által képzett észterkötés tulajdonságainak vizsgálatával. A szerzők úgy vélték, hogy más kötésformák, köztük az éterkötés, valamint az amidszerű kötés vizsgálata elengedhetetlen a fehérjeszerkezet problémájának megoldásához. Ebből a célból 1953-ban szintézismódszereket dolgoztak ki, és előállították a szerin N,O-peptidjeit, és vizsgálták azok enzimekkel való kapcsolatát is. Enzimként pankreatint és kristályos tripszint, később pepszint és papaint használtak. A kapott vegyületek közé tartoznak a következők: O-(benzoil-fenilalanin)-N-benzoil-szerin, O-(benzoil-amino-izobutiril)-N-benzoil-szerin-etil-észter, N,O-di-(ftalil-glicil)-szerin-izopropil-észter és O-(bnzoil-fenil-alanil)-N- -benzoilszerin-metilamid [14] .
1953-ban Botvinik először szintetizált acilezett szerin peptidek észtereinek és amidjainak sorozatát. Közülük: N-(ftalilglicil)-szerin-izopropil-észter 72% hozammal, N-(ftalilglicil)-szerin-metil-észter - 54%, N-( p -toluolszulfoglicil)-szerin-metil-észter - 46%, N-( benzoilfenilalanil)-szerin - 71%. Ez utóbbi két sztereomer formájában van jelen. A metil-észtereket metil-amin hatására a szerinpeptidek N-acil-származékainak megfelelő amidjaivá alakították [15] .
Így megoldódott a szerin hidroxilcsoportján O-peptid kötés kialakításának lehetőségének kérdése, kialakultak a feltételek, és számos szerin N, O-peptid, szerin N-benzoil-O-peptid, ill. származékaikat szintetizálták. Továbbá 1955-ben a már említett S. M. Avaevával együtt M. M. Botvinik felvette a treonin hidroxi-aminosavat. A treonin és az allotreanin N-acil-O-peptidjeit szintetizálták [16] . Ezeket a vegyületeket példaként felhasználva a treonin peptidekben lévő O-peptid kötés enzimatikus hidrolízisének lehetőségét vizsgálták a későbbi munkákban, ami átmenetet jelentett a kutatás új irányába - az enzimatikus szintézis felé. 1958-ban M. M. Botvinik publikált egy cikket "Optikailag aktív peptidek enzimatikus szintézise D, L-aminosavak glikol-észtereiből". Kiderült, hogy az acil-aminosavak glikol-észtereinek enzimatikus hidrolízisével az acil- D,L- aminosavakat optikai antipódokra lehet szétválasztani [17] . 1964-ben az IR spektroszkópia módszerével feltárták a karbobenzoxipeptidek nitrofenil-észtereinek karbodiimid módszerrel történő szintézisénél megfigyelt racemizáció megjelenésének okát. Az ilyen racemizáció megjelenése a peptidek azalaktonizációjának a következménye [18] .
A b-aminosavak O-peptidjeiből a fehérjékbe történő aminosavmaradékok radioaktív izotópok módszerével történő átvitelének tanulmányozásának folytatásaként M. M. Botvinik és A. P. Andreeva N-benzoil-(O-benzoilfenilalanil- C14 )- szerin, amely továbbá a kimotripszin hatására kölcsönhatásba lép a szérumalbuminnal és külön az inzulinnal [19] . A kapott készítmények lúggal szembeni stabilitása azt sugallja, hogy a hozzáadás a stabil peptidkötések kialakulásának köszönhető. Ezt a feltételezést továbbfejlesztették. Tehát ugyanabban az évben Maria Moiseevna hasonló reakciót hajtott végre ribonukleázzal [20] . Kiderült, hogy a ribonukleáz önmagában is képes aktiválni a benzoilfenilalanil fehérjévé történő átvitelének folyamatát, és a kimotripszin egyfajta inhibitora ennek a reakciónak.
Az 1960-as évek végén Maria Moiseevna és munkatársai széles körben kezdték el használni a kromogén szubsztrátokat az enzimek tanulmányozására. A proteinázokkal végzett munka során az aminosav-nitroanilidek jól beváltak. Mind az elméleti kutatásban, mind az orvostudományban alkalmazták különféle betegségek diagnosztizálására. Szintetikus szubsztrátumként a p-nitroanilidek már a háború előtti években is érdekelték a tudósokat. Ezeknek a vegyületeknek a szintézise azonban bizonyos nehézségeket okozott. Különösen nehéz volt optikailag tiszta és egyben könnyen oldódó szubsztrátumok beszerzése. Ezért M. M. Botvinik és E. V. Ramensky eljárást dolgozott ki az acetil-L-leucin és az acetil-L-fenilalanin optikailag tiszta p-nitroanilideinek előállítására [21] .
Ugyanakkor 1964-től kezdve M. M. Botvinik és S. M. Avaeva vonzotta a foszfoproteinek szerkezetével kapcsolatos kérdések, különösen a foszforsav és a fehérje közötti kötés természetének tisztázása. A foszforproteinekben lévő foszforkötések makroerg jellege, nagy labilitásuk, nagy reaktivitásuk és számos egyéb jellemző a kötések különféle formáinak jelenlétére utalt a foszfoproteinekben. Abból a feltételezésből kiindulva, hogy a monoésztereken kívül pirofoszfát kötések is léteznek a fehérjékben, a Maria Moiseevna vezette kutatók két olyan vegyületet kaptak , amelyek a diseril- pirofoszfátok új osztályának képviselői : a 2 - dibenzil-pirofoszfát és a P 1 P 2 -di(metil -amid) N-benzoil-szeril)-P1P2- dibenzil - pirofoszfát . Ezt követően e vegyületek tulajdonságainak részletes vizsgálatát végezték el [22] . Az 1970-es években Maria Moiseevna kollégái és munkatársai folytatták a munkát ezeken a területeken. Például az I. típusú szeril-pirofoszfátok tanulmányozásával foglalkozó munkákban Avaeva tanulmányozta e vegyületek stabilitását különböző pH-értékeken, savas hidrolízisük kinetikáját, a szervetlen élesztő pirofoszfatázzal és E. Coli alkalikus foszfatázzal végzett enzimatikus hidrolízist [23] .
M. M. Botviniknek nem volt családja, egész életét az egyetemi munkának szentelte. Kétségtelen kutatói tehetség jelenlétében nem sikerült elérnie a képzettségének megfelelő pozíciókat (főleg a professzori állást), és ennek számos oka volt: különösen M. M. a párt tagja; rokonai egy része külföldön élt a forradalom után, ami szintén bonyolította az akkori társadalmi helyzetet. Az 1940-es évek óta utcai közösségi lakásban lakott . Chkalova, d. 7, apt. 5.