Anfinsen, Christian Boehmer

Christian Boehmer Anfinsen
Christian Boehmer Anfinsen

Christian Boehmer Anfinsen (1969)
Fødselsdato 26. marts 1916( 26-03-1916 ) [1] [2] [3] […]
Fødselssted Monessen , Pennsylvania , USA
Dødsdato 14. maj 1995( 14-05-1995 ) [4] [5] [6] […] (alder 79)
Et dødssted
Land  USA
Videnskabelig sfære biokemi
Arbejdsplads
Alma Mater Swarthmore College ,
University of Pennsylvania ,
Harvard University
Akademisk grad Ph.D
Præmier og præmier Nobelprisen - 1972 Nobelprisen i kemi ( 1972 )
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Christian Boehmer Anfinsen ( Eng.  Dr. Christian Boehmer Anfinsen, Jr .; 26. marts 1916 , Monessen , Pennsylvania , USA  - 14. maj 1995 ) - amerikansk biokemiker , medlem af National Academy of Sciences of the United States , American Academy of Arts and Sciences ( 1958 ), udenlandsk medlem Det Kongelige Danske Videnskabsakademi (1964). Vinder af Nobelprisen i kemi ( 1972 ).

Biografi

Kristan Behmer Anfinsen blev født 26. marts 1916 i den lille by Monessen, syd for Pittsburgh, Pennsylvania . Hans far, Kristan Bemer Anfinsen, var maskiningeniør. Han og hans kone, Sofia Rasmussen Anfinsen, var norske immigranter. Efter at have boet i flere år i Pennsylvania-byen Charleroi, flyttede familien til Philadelphia i 1920'erne . I 1933 blev Anfisen optaget på et stipendium til Swarthmore College , hvor han studerede kemi. I 1937-udgaven af ​​Halcyon, det årlige album af Swarthmore College -alumner, blev Anfisen beskrevet som følger: "Med flammende næsebor, der udtrykker lidenskab, med en moppe blond hår på hovedet og et sløvt blik af store blå øjne, går han rundt om højskolegrund." I minde om sine studieår i 1964 bemærkede Anfinsen beskedent, at alle var genier undtagen ham. Efter at have modtaget en bachelorgrad i kemi i 1937, fortsatte Anfinsen med at studere ved University of Pennsylvania for at opnå en kandidatgrad i organisk kemi i 1939. Samtidig arbejdede han som assistent. I 1939 tildelte American Scandinavian Foundation ham et legat til at udvikle nye metoder til at analysere enzymernes kemiske strukturer på Carlsberg-laboratoriet i København. Den farlige situation, der udviklede sig i Europa på grund af udbruddet af Anden Verdenskrig, tvang ham til at vende tilbage til USA i 1940.

Siden 1950 - Leder af Laboratory of Cellular Physiology and Metabolism ved National Institute of Cardiology, US National Institutes of Health , ( Bethesda, Maryland ). I 1954 finansierede Rockefeller Fonden et nyt besøg af Anfinsen i København, hvor han arbejdede på Carlsberg Laboratoriet i et år. Siden 1958 har han været medlem af American Academy of Arts and Sciences [8] . I 1958-1959 arbejdede Anfinsen på Weizmann Instituttet , Rehovot , Israel [9] .

I 1962, mens han var på et arbejdsbesøg på Harvard University , modtog han et tilbud om at lede afdelingen for kemi og blev i 1963 udnævnt til leder af biokemi-laboratoriet ved National Institute for the Study of Arthritis and Metabolism, hvor han arbejdede indtil 1981. I 1979 konverterede han til jødedommen og holdt op med at ryge [10] [11] . Fra 1982-1995 var han professor i biokemi ved Johns Hopkins University [12] .

Æresdoktor fra Brandeis University (1977)

Den 14. maj 1995 fik Anfinsen et hjerteanfald og døde på Nordvesthospitalet i Randelltun, et år før sin 80 års fødselsdag.

Stadier af videnskabelig aktivitet

Undersøgelsen af ​​malaria (1943-1950)

Efter at Anfisen havde afsluttet sin ph.d.-grad ved Harvard Medical School i 1943, hyrede universitetet ham til at undervise i et kursus i biokemi. I 1944 sponsorerede Division of Research and Development (BID), et krigskontor oprettet under Franklin D. Roosevelt-administrationen af ​​Vannevar Bush, et malariaforskningsprojekt på Harvard. BID ønskede at forstå den biologiske sammensætning af Plasmodium knowlesi, en malariamikrobe båret af myg. Dette kunne hjælpe med at beskytte amerikanske tropper baseret i Sydøstasien, Nordafrika. BID hyrede Anfinsen, og han brugte de næste tre år på at studere blodstofskiftet hos raske og malaria-inficerede aber.

Proteinfoldning og den termodynamiske hypotese (1950-1962)

Efter at have startet arbejdet på Sundhedsinstituttet ønskede Anfinsen at udvide sit studie af aminosyrer og proteinstruktur. Han undrede sig over, hvorfor proteinet folder sig til en række tredimensionelle former. Til sin forskning valgte han bovin pancreas-ribonuklease, som er et enzym, der fremmer DNA- og RNA-interaktioner i bovine pancreasceller, som model. Til dels var valget af et sådant enzym praktisk. Armour, et kødpakkeri i Chicago, kunne forsyne Anfinsen med et laboratorium med en klar kilde til råmateriale. Anfinsen og kandidatstuderende Michael Sela og Fred White observerede under laboratorieforsøg, at aminosyrekæderne i det aktive ribonuklease-enzym foldes spontant ind i det, Anfinsen senere kaldte enzymets "native konformation". I en vigtig artikel i Journal of Biological Chemistry i 1954 viste Anfinsen, at sekvensen af ​​aminosyrer i en peptidkæde bestemmer dannelsesmønsteret. Den mystiske komplekse proces med proteindannelse kan fuldt ud forklares ved de fysiske og kemiske interaktioner mellem sidegrupperne af aminosyrer.

I 1954 tildelte Rockefeller Fonden Anfinsen et postdoc-stipendium ved Carlsberg Laboratoriet i København, hvor han havde arbejdet 15 år tidligere i 1939-1940. I samarbejde med den danske biokemiker Kai Lindström-Lang udførte Anfinsen en detaljeret fysisk analyse af strukturen af ​​ribonuklease og publicerede en foreløbig undersøgelse af hans resultater i Biochimica et Biophysica Acta i 1955. Hans arbejde var i høj grad præget af laboratoriesucceserne fra den britiske biokemiker Frederick Sanger, som modtog Nobelprisen i kemi i 1958 for sit arbejde med proteinstrukturen af ​​hormonet insulin. Anfinsen indrømmede dog senere, at hans arbejde i denne periode ikke var fejlfrit. Da han reflekterede over denne artikel i 1989, sagde han: "Et perfekt eksempel på, hvordan en konklusion, der er absolut acceptabel, kan være fuldstændig forkert på grund af mangel på viden i netop det øjeblik. Jeg brugte de næste 15 år på at afvise konklusionerne."

I 1962 havde Anfinsen udviklet, hvad han kaldte den "termodynamiske hypotese" om proteinfoldning, som var beregnet til at forklare den oprindelige konformation af aminosyrestrukturer. Han foreslog, at de oprindelige eller naturlige konformationer opnås, fordi denne form er den mest termodynamisk stabile i det intracellulære miljø. Det vil sige, at proteinmolekylet antager denne form som et resultat af begrænsningen af ​​peptidbindinger og ændringer i form af andre kemiske og fysiske egenskaber af aminosyrer. For at teste denne hypotese denaturerede Anfinsena ribonuklease-enzymet under ekstreme kemiske forhold og bemærkede, at enzymets aminosyrestruktur spontant foldede sig tilbage til sin oprindelige form, da han placerede enzymet under de oprindelige forhold. Som han udtalte ti år senere, i sin Nobeltale i 1972: "Den indfødte konformation bestemmes af totaliteten af ​​interatomiske interaktioner og derfor af aminosyresekvensen i et givet miljø."

Molekylær ingeniørvidenskab (1959-1972)

Anfinsens succes med proteinfoldningseksperimentet inspirerede ham til at udgive The Molecular Foundations of Evolution i 1959. Denne ambitiøse bog forsøgte at vise de videnskabelige og disciplinære ligheder mellem molekylær genetik og proteinkemi. Anfinsen mente, at mystikken omkring deoxyribonukleinsyre (DNA), hvis struktur blev beskrevet af Francis Crick og James D. Watson, overskyggede området for proteinkemi. Han var forfærdet over, at hans arbejde i slutningen af ​​1950'erne med bovin pancreas-ribonuklease ikke var så attraktivt som molekylærbiologers og genetikeres arbejde med at finde måder at "knække DNA-koden".

Mere grund til at tro, at proteinkemi ikke har fået den videnskabelige opmærksomhed, den fortjener, kom fra Anfinsens verdensomspændende meddelelse fra 1961 om, at to NIH-stipendiater, Marshall Nirenberg og J. Heinrich Mattei, havde dechifreret det første ord, genetisk kode. Michael Young, en af ​​Anfinsens mange postdocs, mente dog, at "flere mennesker var motiverede for at arbejde i Anfinsens laboratorium, for en stor del, fordi de læste denne lille, men videnskabeligt rige publikation." Anfinsen vendte tilbage til dette emne 25 år senere, da han i 1984 udgav papiret "Classical Protein Chemistry in the World of Slicing and Splicing". Begyndende i 1963 flyttede Anfinsen sig væk fra forskning i bovin pancreas-ribonuklease og begyndte at forske i Staphylococcus aureus-bakterier. I 1966 havde Anfinsen og kolleger isoleret S. aureus ribonuklease ved hjælp af affinitetskromatografi, en innovativ laboratorieteknik, der blev banebrydende i 1951 af Dan Hampston Campbell, professor i immunologi ved California Institute of Technology. Affinitetskromatografi gjorde det muligt for Anfinsen at placere bakterierne i en kemisk opløsning, der selektivt fangede molekylære arter og spredte dem i hele mediet, så de var nemme at analysere analogt med spektrets farver. Gennem denne proces var Anfinsen i stand til at analysere fragmenter af en tredimensionel aminosyrekæde. I alle hans eksperimenter foldede de fragmenterede dele af kæden sig sammen til en naturlig konformation. I 1966 og 1967 gik Anfinsen videre i studiet af stafylokokk-ribonuklease. Ved hjælp af denne teknik kunne han vise den komplette sekvens af de 149 aminosyrekædeenheder i enzymet. Det betød, at Anfinsen og kolleger i laboratoriet kunne bestemme den nøjagtige position af individuelle aminosyrer og de peptidbindinger, som de er forbundet med.

Betydningen af ​​dette arbejde var at vise, at en forklaring af proteiners kemi er essentiel for at forstå RNA's funktion i arvelighed. I 1968 foreslog Anfinsen at undersøge, hvordan proteinstruktur skabte biologisk aktivitet ved kunstigt at ændre enzymer og derefter se, hvordan deres funktion blev svækket. Anfinsen beskrev dette arbejde i et interview med den israelske Jerusalem Post i januar 1970: "Vi er involveret i det, man kan kalde molekylær ingeniørkunst. Vi ser på strukturen af ​​et enzym, og hvis vi for eksempel ser et stykke i kæden, der ikke ser ud til at gøre noget, vil vi se, hvad der sker, hvis vi skærer det af. Nogle mennesker tror, ​​at de vigtigste opdagelser inden for molekylærbiologi allerede er gjort, at den dobbelte helix er forbi, men jeg tror, ​​at proteinfoldning netop har åbnet et stort felt for os."

Undersøgelse af interferon og termofile bakterier (1973-1995)

Kort efter at have modtaget Nobelprisen i kemi i 1972 for sit arbejde med at etablere forholdet mellem aminosyresekvensen af ​​ribonuklease A og dens biologisk aktive konformation, rettede Anfinsen sin opmærksomhed mod interferon. Interferon er et protein genereret af humane celler, der er blevet transformeret af en virus, parasit eller kemisk angreb. Protein stimulerer et kraftigt angreb fra kroppens immunsystem på vira og andre sygdomsfremkaldende genstande. Medicinske forskere mente, at forståelsen af ​​interferons kraft kunne være en potentiel nøgle til at bekæmpe sygdommen. Ligesom kompleksiteten af ​​Staphylococcus aureus fangede Anfinsens interesse i 1960'erne, overraskede interferons kemi Anfinsen, fordi kemikerne vidste så lidt om det.

I 1974 brugte Anfinsen og et hold af unge forskere affinitetskromatografi til at isolere og rense interferon. Oprensningsprocessen gjorde det muligt for dem at producere store mængder proteiner, som tidligere kun var tilgængelige i ringe mængder. I 1979 stod Anfinsen i spidsen for et nyt team af forskere, som var i gang med at bestemme den komplette aminosyresekvensering af interferon. Han offentliggjorde resultaterne af disse undersøgelser i 1980 i en vigtig artikel i Chronicle of the New York Academy of Sciences. Potentialet for biomedicinske implikationer i dette arbejde var enormt. Farmaceutiske virksomheder kunne nemt producere interferon og udvikle lægemidler baseret på proteinets antivirale egenskaber. Forskere og læger håbede i begyndelsen af ​​1980'erne, at de kunne bruge proteinet til at behandle nogle former for kræft. Mens interferon ikke har levet op til alle disse forhåbninger som et "mirakellægemiddel", bruges interferonbaserede lægemidler fremstillet ved rekombinant DNA-teknologi til behandling af tumorer og infektioner, såvel som multipel sklerose, hepatitis C, leukæmi og Kaposis sarkom.

Efter at have tilbragt et år som visiting fellow ved Weizmann Institute of Science i Israel, vendte Anfinsen tilbage til USA i 1982 for at blive professor i biologi ved Johns Hopkins University. Efter 1983 fokuserede hans forskningsprogram på Pyrococcus furiosus, eller hvad han kaldte "hypertermofile bakterier." Det er mikroorganismer, der formerer sig ved meget høje temperaturer. En sjælden begivenhed, da de fleste enzymer mister deres katalytiske egenskaber i et snævert temperaturområde på omkring 25 º til 30 º C. "Disse skøre dyr," som Anfinsen beskrev bakterier til en kollega i marts 1983, atmosfærer, og de må have en fantastisk række af proteiner og nukleinsyrer i dem." Som med studiet af Staphylococcus aureus i 1960'erne eller interferon i 1970'erne, blev Anfinsen betaget af biokemien og strukturen af ​​disse usædvanlige bakterier. Og til en vis grad, mens han studerede den kemiske sammensætning af disse vidunderlige mikroorganismer, vendte han tilbage til studiet af biokemien af ​​malariaparasitten Plasmodium knowlesi, hvilket han gjorde i begyndelsen af ​​1940'erne. Det forekom ham, at biokemikere kunne bruge disse termofile bakterier til praktiske formål, ligesom det forekom ham, at interferon kunne være et potentielt gennembrud for kræftpatienter. Da han døde i maj 1995, arbejdede han på et projekt sponsoreret af National Science Foundation for at skabe enzymer fra termofile bakterier, der var kraftige nok til at afgifte forurenende stoffer og radioaktivt affald i havene.

Humanitær og politisk aktivisme

Anfinsen var dybt involveret i forskellige politiske sager, drevet af videnskabeligt engagement og socialt ansvar. Allerede i 1950'erne så Anfinsen en direkte sammenhæng mellem den apolitiske verden i laboratoriet og den offentlige sfære. Nogle videnskabsmænd, især dem, der arbejdede i offentlige institutioner som National Institutes of Health, betragtede sig selv som "offentlige personer", som var direkte ansvarlige for de sociale konsekvenser af deres arbejde, især under borgerrettighedsbevægelsens æra og imod Vietnamkrigen . Anfinsen var for eksempel involveret i tilrettelæggelsen af ​​traktaten om forbud mod atomprøvesprængninger fra 1963.

Det sociale klima i slutningen af ​​1960'erne og begyndelsen af ​​1970'erne opfordrede akademikere som Anfinsen til at lobbye for politiske reformer, selvom han i 1972 sagde, at han ikke støttede "voldelig Berkeley-lignende demonstration". I maj 1969 protesterede for eksempel Anfinsen og Marshall Nirenberg, en nobelpristager fra 1968 og stipendiat ved National Institutes of Health, over, at den brasilianske regering havde afskediget sine berømte videnskabsmænd Isaias Rowe, Alberto Carvalho da Silva, Helio Lorenzo de Oliveira. I januar 1973, blot en måned efter, at han blev tildelt Nobelprisen, bad Anfinsen og andre videnskabsmænd – inklusive 1970-nobelpristageren Julius Axelrod – Richard Nixon om at støtte videnskabelig udveksling mellem USA og USSR. I juni 1973 dannede Anfinsen en alliance af NIH-forskere, inklusive Axelrod og Nirenberg, som rundsendte et andragende for at protestere mod Nixons overtagelse af kræftcentret.

Ti år senere, i juni 1983, kritiserede Anfinsen, Axelrod, Nirenberg og 1976 Nobelpristageren D. Carlton Gaidushek offentligt Reagan-administrationen for drastisk at skære i budgettet for biomedicinske forskningsprogrammer ved National Institutes of Health. I 1981 blev Anfinsen formand for Menneskerettighedskomitéen for National Academy of Sciences. Han beklædte denne stilling indtil 1989. Anfinsens arbejde var ikke kun administrativt. Ligesom Julius Axelrod brugte han mange timer af sin personlige tid på at skrive breve til lederne af Brasilien, Mexico, Tyrkiet og USSR. Disse landes regeringer undertrykte eller fængslede videnskabelige forskere, som blev betragtet som politisk og intellektuelt farlige. I 1981 rejste Anfinsen og andre udvalgsmedlemmer til Argentina på en redningsmission for at befri tolv videnskabsmænd, der stod over for indenlandsk tvang fra landets militære regering og kontroversielle præsident, Jorge Rafael Videla. "På det tidspunkt i mit liv havde jeg ikke røget i ti år," skrev Anfinsen om redningsmissionen et par år senere. "Men to uger i Buenos Aires sendte mig tilbage til tobak som en modgift mod nervepirrende interviews med pårørende og embedsmænd.” personer, der fandt sted på et hvilket som helst tidspunkt af dagen eller natten.

I begyndelsen af ​​1980'erne var Anfinsen en kritiker af potentielle misbrug inden for bioteknologi og genteknologi. I 1983 observerede han for eksempel, at "overraskende lidt indsats og penge bliver brugt på brugen af ​​nye bioteknologier i fødevareproduktion og befolkningskontrol. Vi har en tendens til at glemme, at antallet af syge mennesker i verden faktisk er ret lille sammenlignet med antallet af relativt raske mennesker, der går sultne i seng hver nat." I 1988 var Anfinsen blandt hovedgruppen af ​​videnskabsmænd, der kritiserede det nyligt foreslåede Human Genome Project, der blev cirkuleret gennem andragender og internationale seminarer. "Det er velkendt," argumenterede Anfinsena i 1990, "at omkring 95% af det genetiske materiale i det menneskelige genom for det meste er 'fyldstof', og fuld genomsekventering ville kræve en masse tid og kræfter." Helt pessimistisk var Anfinsen dog ikke. Da hans forskning i interferon og termofile bakterier var vellykket, mente han, at menneskeheden kunne have stor gavn af bioteknologi. I oktober 1983 blev han inviteret til at tale ved den 19. årlige Nobelkonference afholdt på Gustavus Adolphus College i St. Peter's Cathedral, Minnesota. I sin tale på konferencen udtalte han: "Jeg tror oprigtigt på, at vi vil være i stand til at følge anvendelsen af ​​bioteknologi på mennesker, indtil det tidspunkt, hvor menneskets lyst til magt og materiel vinding bliver overlegent." Ved at kombinere biomedicinsk forskning med politisk engagement i menneskerettigheder og social retfærdighed, indbegrebet Anfinsena folkets videnskabsmand i en tid med hurtige videnskabelige fremskridt og sociale forandringer.

Han satte sin underskrift under " Advarsel fra videnskabsmænd til menneskeheden " (1992).

Personlige egenskaber og hobbyer

For at distrahere fra faglige og videnskabelige anliggender spillede Anfinsen cello og klaver. Han var også en ivrig navigatør og sejlede jævnligt sin båd rundt i Chesapeake Bay og langs østkysten fra Boston til Miami.

Familie

Anfinsen giftede sig med sin første kone, Florence Koenanger, i 1941. De havde tre børn: Chris III, Margot og Carol. I 1979 giftede Anfinsen sig med sin anden kone, Libby Shulman Ely.

Større publikationer

Anfinsen har udgivet over 200 originale artikler, mest om forholdet mellem proteinstruktur og funktion.

Artikel om studiet af den fysiske struktur af ribonuklease i "Biochimica et Biophysica Acta" i 1955

"Aconitase from pig heart muscle, in Methods in Enzymology", redigeret af Colowick og Kaplan, Academic Press, Inc. 1955

En artikel om resultaterne af forskning i interferon i 1980 i Chronicle of the New York Academy of Sciences.

Bogen "Molecular Foundations of Evolution" i 1959.

Artikel "Om den ikke-essentielle natur af hydrogenbinding for den karalytiske aktivitet af ribonuklease" København. 1956

"De hvide". 2. udg. New York-London. 1963 bind. en

protein engineering. Orlando. 1986

"Molekylær organisation og biologisk funktion (moderne perspektiver i biologi)". new york. Harper & Row, 1966

"Klassisk proteinkemi i en verden af ​​udskæring og splejsning, i Protein maineerinp", I. Masayori, R. Sarma (red.), Orlando, Academic Press, 1986.

Stillinger besat

Nobelprisen

Nobelprisen i kemi ( 1972 , sammen med S. Moore og W. Stein ) for hans arbejde med at etablere en forbindelse mellem aminosyresekvensen af ​​ribonuklease A og dens biologisk aktive konformation [13] .

Litteratur

Noter

  1. ↑ Christian B. Anfinsen Jr. // Solomon Guggenheim Museum - 1937.
  2. ↑ Christian Boehmer Anfinsen // Brockhaus Encyclopedia  (tysk) / Hrsg.: Bibliographisches Institut & FA Brockhaus , Wissen Media Verlag
  3. ↑ Christian Boehmer Anfinsen // Proleksis enciklopedija, Opća i nacionalna enciklopedija  (kroatisk) - 2009.
  4. ↑ Encyclopædia Britannica 
  5. ↑ To understeder i acetylcholinreceptorens bindende domæne: Et aromatisk understed og et  prolinundersted
  6. ↑ Ingen samling påkrævet 
  7. ↑ Christian B. Anfinsen, nobelvinder i kemi, dør 79 år  - The New York Times , 1995.
  8. ↑ Medlemsbog, 1780–2010 : Kapitel  A. American Academy of Arts and Sciences. Hentet 18. april 2011. Arkiveret fra originalen 1. marts 2012.
  9. ↑ Christian B. Anfinsen - 1957 (Guggenheim Foundation) Arkiveret 22. juni 2011.
  10. ↑ Profil af Anfinsen . Hentet 17. marts 2011. Arkiveret fra originalen 26. december 2018.
  11. ↑ The Christian B. Anfinsen Papers  (engelsk)  (link ikke tilgængelig) . National Institutes of Health. Hentet 23. august 2009. Arkiveret fra originalen 30. oktober 2004.
  12. ↑ Nekrolog: Christian Anfinsen (independent.co.uk) . Hentet 29. september 2017. Arkiveret fra originalen 15. april 2019.
  13. ↑ Nobelprisen i kemi 1972 (Det Kongelige Svenske Videnskabsakademi) . Hentet 6. november 2011. Arkiveret fra originalen 29. juni 2018.
  Gå til Wikidata-elementet  Tematiske steder
Ordbøger og encyklopædier
Slægtsforskning og nekropolis