| Maria Moiseevna Botvinik | |
|---|---|
| Fødselsdato | 23. oktober ( 5. november ) 1901 eller 1901 [1] |
| Fødselssted | Minsk |
| Dødsdato | 17. april 1970 eller 1970 [1] |
| Et dødssted | Moskva , USSR |
| Land | |
| Videnskabelig sfære | Kemi , Biologi |
| Arbejdsplads | Moskva statsuniversitet M.V. Lomonosov |
| Alma Mater | Fakultet for Fysik og Matematik, Moscow State University |
| Akademisk grad | Doktor i Kemividenskab |
| Akademisk titel | docent |
| videnskabelig rådgiver |
Zelinsky Nikolay Dmitrievich Gavrilov Nikolai Ivanovich |
Maria Moiseevna Botvinik (mindre ofte stavet Botvinnik ; 23. oktober 1901 , Minsk - 17. april 1970 , Moskva [2] ) - sovjetisk organisk kemiker , doktor i kemiske videnskaber, videnskabsmand, specialist inden for proteinkemi , især hydroxyamino syrer . For første gang i Rusland syntetiserede hun de vigtigste hydroxyaminosyrer og deres derivater, betydeligt avanceret kemi til at løse spørgsmålet om hydroxylens rolle i protein, mekanismerne for enzymvirkning.
Født ind i en jødisk familie. Faderen var ansat (fabriksleder).
I 1918 dimitterede hun fra den 88. arbejdsskole i Moskva. I 1918-23. Hun tjente i Folkekommissariatet for Fødevarer , derefter i Khleboprodukt som kontorist, kontorist, afdelingsleder, afdelingssekretær, korrespondent. I 1924-1925. underviste i naturvidenskab og økonomisk geografi på gymnasiet 34.
I 1919 gik hun ind på fakultetet for fysik og matematik ved Moskvas statsuniversitet og i 1927 dimitterede hun fra den kemiske afdeling efter at have forsvaret sin afhandling "Om anhydridkomplekset af edestin indeholdende hexoniumbaser" (1929) [3] . I 1928-1929 arbejdede hun som præparator og laborant i Kemisk Afdeling. I 1929-1931. - i forskerskolen ved Det Kemiske Fakultet (vejleder N. D. Zelinsky ). Efter at have dimitteret fra ph.d.-skolen i 1931 blev hun overladt til at arbejde ved det kemiske fakultet ved Moscow State University som assistent, undervist i organisk kemi. Hun udførte videnskabeligt arbejde i laboratoriet for proteinkemi, ledet af N. D. Zelinsky , og stedfortræder N. I. Gavrilov. Samtidig arbejdede hun som seniorforsker ved Biokemisk Institut. Bach. I 1935 forsvarede hun sin ph.d.-afhandling og modtog titlen som lektor ved Institut for Organisk Kemi. Hun beherskede tre sprog flydende: fransk , engelsk , tysk . I 1941 blev hun evakueret sammen med universitetet til Ashgabat , hvor hun sammen med Moscow State University arbejdede som seniorforsker ved den turkmenske afdeling af USSR Academy of Sciences . I 1956 forsvarede hun sin afhandling for doktorgraden i kemiske videnskaber. Har over 50 publikationer. Siden 1967 - Seniorforsker ved Institut for Kemi af Naturlige Forbindelser ved Det Kemiske Fakultet ved Moscow State University . I mere end 20 år har Maria Moiseevna undervist i et særligt kursus for studerende med speciale i proteinkemi. Som lærd videnskabsmand inden for organisk kemi, en fremragende foredragsholder og underviser, nød hun velfortjent prestige blandt ansatte og studerende på Det Kemiske Fakultet .
Maria Moiseevna deltog aktivt i offentligt arbejde: indtil 1929 var hun bibliotekar på medicinalfabrik nr. 2. I 1929-1934 var hun i valgfag: sekretær for lokaludvalget; leder af produktionssektoren; medlem af universitetets postgraduate bureau; formand for det lokale postgraduate bureau, sekretær for bureauet for afdelingen for videnskabelige arbejdere (SNR), agitator for studentergrupper. Hun var medlem af CHP's universitetsbureau under protektion af kavaleribrigaden.
Priser: medalje "For arbejdskraft under den store patriotiske krig" (1946), talrige æresbeviser og taknemmeligheder for socialt, pædagogisk og videnskabeligt arbejde fra ledelsen af Det Kemiske Fakultet og Universitetet (1931-1941).
Den 12. januar 1970 blev hun afskediget fra sin stilling på grund af sin pensionering [4] .
Maria Moiseevna i forskellige perioder af dannelsen af videnskaben om proteiner var engageret i aktuelle problemer med kemien af proteiner og peptider, studiet af strukturen og egenskaberne af aminosyrederivater . I begyndelsen af sin videnskabelige karriere, mens hun stadig var kandidatstuderende ved N. I. Gavrilov, studerede hun og supplerede med ham diketopiperazin-teorien om proteinstruktur. Inden for rammerne af denne teori blev anhydridkomplekser undersøgt, hvoraf et af dem (isoleret fra edestinproteinet) blev publiceret en diskutabel artikel, indeholdende værdifuld information, der afspejlede ideerne om strukturen af proteiner i Rusland og rundt om i verden på det tidspunkt. dets forfatterskab (1929). [3]
Diketopiperaziner udgjorde et vigtigt område for tidlig forskning af Botvinik, de er også nævnt i artiklen "On the Question of the Lactam-Lactam Rearrangement" (1937) [5] . I dette arbejde blev problemet med usikkerhed i form af amider løst ved at bestemme carbon-nitrogen-dobbeltbindingen, da sidstnævnte kun er specifik for lactim-omlejringen. Som en metode til at studere omlejringen af amidbindingen blev Prilezhaev-reaktionen brugt: virkningen af perbenzoesyre på en dobbeltbinding. Efter at være blevet interesseret i perbenzoesyre begyndte M. M. Botvinik sammen med sine kolleger og studerende at udvide forskningen for at forstå, hvor dybt og med hvilken mekanisme oxidation af denne syre forløber. Faktum er, at brugen af perbenzoesyre som reagens til den kvalitative, og endnu mere kvantitative bestemmelse af carbon-nitrogen-dobbeltbindingen, krævede en mere detaljeret undersøgelse af oxidationens beskaffenhed. Sammen med en af deres første studerende, M. A. Prokofiev, studerede de oxidationen af imidazol og dets derivater med dette reagens. Imidazolringen var praktisk til denne undersøgelse, da den er meget stabil. Derudover er denne gruppering bredt fordelt i proteinet. Forholdet mellem nitrogenholdige forbindelser blev praktisk talt ikke undersøgt [6] . I dette arbejde blev oxidationsmekanismen af imidazolringen belyst. Oxidation gik gennem dioxidstadiet og førte til urinstof :
På trods af at diketopiperazin-teorien udviklede sig indtil slutningen af 40'erne af det tyvende århundrede, indså M. M. hurtigt denne teoris falskhed og forblev en fortaler for E. Fishers peptidteori , som hun underviste til studerende og studerende. Yderligere arbejde af M. M. var viet til hydroxyaminosyrer, især serin. Området for hydroxyaminosyrer tiltrak sig opmærksomhed fra mange forskere i 1940'erne. Isolering af threonin , estere af phosphorsyre med hydroxyaminosyrer fra proteiner, data om betydningen af hydroxylgruppen under enzymatisk spaltning af proteinet viste, at hydroxygruppen og følgelig hydroxyaminosyrer spiller en vis og måske en vigtig rolle i proteiner.
Men viden om denne gruppe af aminosyrer i 1930'erne var temmelig sparsom. Særligt lidt var kendt om fede hydroxyaminosyrer. I forbindelse hermed opstod der vanskeligheder ved isoleringen og bestemmelsen af disse forbindelser. Fuldstændig bevist i proteinet kunne overvejes: tyrosin, hydroxyprolin, serin, threonin og b-hydroxyglutaminsyre. Data om b-oxyvalin, oxylysin , oxytreptophan og en række andre krævede bekræftelse. Således blev threonin, først nævnt af V. S. Sadikov og N. D. Zelinsky [7] i 1923, endelig bevist i proteiner først i 1935 efter isolering fra blodfibrin.
På jagt efter specifikke træk ved hydroxyaminosyrer, besluttede Botvinik og hendes gruppe sig på den dehydreringsreaktion, der er karakteristisk for b-hydroxysyrer. Men når de nærmede sig forskning, stødte de på manglen på udvikling af metoder til syntese af hydroxyaminosyrer.
Det blev fundet, at den bedste og universelle metode til syntese af b-hydroxy-a-aminocarboxylsyrer er syntesen af threonin fra crotonsyrer. Det består i omsætningen af en umættet syre med kviksølvacetat i en opløsning af methylalkohol. Efter aminering med ammoniak og eliminering af methoxygruppen med brombrintesyre dannes en b-hydroxy-a-aminosyre.
Yderligere blev der fundet en karakteristisk reaktion for b-hydroxy-a-aminocarboxylsyrer af fedtserien - dehydrering med benzoesyreanhydrid med dannelse af umættede azalactoner. Det er blevet fastslået, at dehydrering opstår efter foreløbig ringslutning. Hydrolysen af azalactoner til acyler af umættede aminosyrer blev også undersøgt. [otte]
Dehydreringsreaktionen var af dobbelt interesse. På den ene side bør denne reaktion kun være karakteristisk for hydroxyaminosyrer, på den anden side er muligheden ikke udelukket, at nedbrydningen af hydroxyaminosyrer forløber på denne måde, hvis ikke in vivo, så in vitro. Af de forskellige nedbrydningsmidler slog forskerne sig på benzoesyreanhydrid som et relativt mildt reagens. I værker af M. M. Botvinik et al. retningen for valg af betingelser for at forbedre udbyttet af azalacton spores: tid, temperatur af regimet og arten af behandlingen af udgangsstofferne.
I 1940'erne lykkedes det M. M. Botvinik at syntetisere b-oxynorvalin og belyse reaktionsmekanismen for at opnå dette stof [9] . Og i 1948 udviklede Maria Moiseevna kvalitative reaktioner for b-hydroxyaminosyrer og serin [10] . Grundlaget for denne reaktion var hydroxyaminosyrernes evne til at omdanne til umættede azalactoner, når de opvarmes med eddikesyre eller benzoesyreanhydrid. Den fremkommende dobbeltbinding kan let påvises ved Bayer-affarvning af permanganatet. De resulterende umættede azalactoner er ustabile og, når de opvarmes, nedbrydes til de tilsvarende ketosyrer. Ved serin dannes pyrodruesyre, som med silicylaldehyd i alkalisk medium giver en orangebrun farve. På denne måde kan positionen af serin i peptidet bestemmes . Af alle de aminosyrer, der findes i proteiner, er det kun cystein , der giver begge reaktioner , som ligesom hydroxyaminosyrer omdannes til umættet azalacton.
Botvinik brugte også mange år på at forske i reaktioner med perbenzoesyre. Hendes arbejde bekræftede aktiviteten af carbon-nitrogen-dobbeltbindingen i en række eksempler. Samtidig fandt man ud af, at fede aminer, ligesom aromatiske, oxideres af perbenzoesyre, og at den nitrogenholdige gruppes evne til at reagere er forbundet med tilstedeværelsen af frie elektroner i nitrogen. Det er blevet bevist, at forbindelsernes sure egenskaber reducerer deres reaktivitet [11] . I 1946 udkom en artikel , hvor Maria Moiseevna sammen med akademiker N. D. Zelinsky udfyldte hullerne i dataene om indholdet af hydroxyaminosyrer i proteiner [12] .
I 1951, i Scientific Notes of Moscow State University, dedikeret til 90-årsdagen for N. D. Zelinsky , blev der publiceret en artikel, der skitserede mange værdifulde ideer vedrørende proteiners specifikke egenskaber. Det har vist sig, at hydroxygruppen i en række undersøgte proteiner dominerer eller udgør en væsentlig del af proteinets polære funktionelle grupper. Denne undersøgelse har gjort betydelige fremskridt med at løse spørgsmålet om hydroxylens rolle i proteinet. For at belyse mulige måder at nærme sig undersøgelsen af hydroxylens rolle i proteinet, undersøgte M. M. og kolleger reaktiviteten af hydroxyl i hydroxyaminosyrer, især med hensyn til oxysalone; samtidig satte de sig også et andet mål - at opnå en esterbinding af en aminosyre ifølge hydroxygruppen. Det høje indhold af hydroxyaminosyrer i en række proteiner, især i fibrillære proteiner, afslørede, at hydroxyl spiller en særlig specifik rolle, idet de danner labile bindinger i proteiner eller mellem proteiner. Som en eksperimentel tilgang forsøgte Botvinik at bruge hydroxam-reaktionen til at detektere etherbindingen. Det viste sig, at hvis sidstnævnte udføres under strengt valgte forhold, reagerer kun den æteriske binding. Ved hjælp af hydroxam-reaktionen blev det muligt at løse et interessant og vigtigt problem omkring formen af hydroxylbindingen i et proteinmolekyle [13] .
Arbejdet fortsatte med undersøgelsen af egenskaberne af esterbindingen dannet af aminosyren og hydroxylgruppen af b-hydroxyaminosyrer. Forfatterne mente, at undersøgelsen af andre bindingsformer, herunder etherbindingen, sammen med den amidlignende binding, er afgørende for at løse problemet med proteinstruktur. Til dette formål blev der i 1953 udviklet syntesemetoder og opnået N,O-peptider af serin, og deres relation til enzymer blev også undersøgt. Pancreatin og krystallinsk trypsin, og senere pepsin og papain, blev brugt som enzymer. Blandt de opnåede forbindelser er: O-(benzoylphenylalanin)-N-benzoylserin, O-(benzoylaminoisobutyryl)-N-benzoylserinethylester, N,O-di-(phthalylglycyl)-serinisopropylester og O-(bnzoylphenylalanyl)-N -benzoylserinmethylamid [14] .
I 1953 syntetiserede Botvinik først en række estere og amider af acylerede serinpeptider. Blandt dem: N-(phthalylglycyl)-serinisopropylester med et udbytte på 72%, N-(phthalylglycyl)-serinmethylester - 54%, N-( p -toluensulfoglycyl)-serinmethylester - 46%, N-( benzoylphenylalanyl)-serin - 71%. Sidstnævnte er i form af to stereomerer. Methylestere blev omdannet ved virkningen af methylamin til de tilsvarende amider af N-acyl-derivater af serinpeptider [15] .
Således blev spørgsmålet om muligheden for at danne en O-peptidbinding ved hydroxyl af serin løst, betingelserne blev udviklet, og en række N, O-peptider af serin, N-benzoyl-O-peptider af serin og deres derivater blev syntetiseret. Yderligere, i 1955, sammen med den allerede nævnte S. M. Avaeva, optog M. M. Botvinik hydroxyaminosyren threonin. N-acyl-O-peptider af threonin og allotreanin blev syntetiseret [16] . Med disse forbindelser som eksempel blev muligheden for enzymatisk hydrolyse af O-peptidbindingen i threoninpeptider undersøgt i efterfølgende værker, hvilket var en overgang til en ny retning i forskningen - til enzymatisk syntese. I 1958 udgav M. M. Botvinik en artikel "Enzymatisk syntese af optisk aktive peptider fra glycolestere af D, L-aminosyrer." Det viste sig, at den enzymatiske hydrolyse af glycolestere af acylaminosyrer kan bruges til at adskille acyl - D, L -aminosyrer i optiske antipoder [17] . I 1964 blev årsagen til fremkomsten af racemisering observeret ved syntesen af nitrophenylestere af carbobenzoxypeptider ved hjælp af carbodiimidmetoden afsløret ved anvendelse af metoden til IR-spektroskopi. Forekomsten af en sådan racemisering var en konsekvens af azalactonisering af peptider [18] .
Som en fortsættelse af undersøgelsen af overførslen af aminosyrerester fra O-peptider af b-aminosyrer til proteiner ved hjælp af metoden for radioaktive isotoper, syntetiserede M. M. Botvinik og A. P. Andreeva N-benzoyl-(O-benzoylphenylalanyl- C14 )- serin, som yderligere, under virkningen af chymotrypsin, interagerede med serumalbumin og separat med insulin [19] . Stabiliteten af de opnåede præparater over for alkali antydede, at tilsætningen skyldes dannelsen af stabile peptidbindinger. Denne antagelse blev videreudviklet. Så samme år udførte Maria Moiseevna en lignende reaktion med ribonuklease [20] . Det viste sig, at ribonuklease selv er i stand til at aktivere processen med benzoylphenylalanyloverførsel til protein, og chymotrypsin er en slags hæmmer i denne reaktion.
I slutningen af 1960'erne begyndte Maria Moiseevna og hendes kolleger i vid udstrækning at bruge kromogene substrater til undersøgelse af enzymer. Når man arbejder med proteinaser, har aminosyrenitroanilider vist sig godt. De blev brugt både i teoretisk forskning og i medicin til diagnosticering af forskellige sygdomme. Som syntetiske substrater interesserede p-nitroanilider videnskabsmænd selv i førkrigsårene. Syntesen af disse forbindelser gav imidlertid nogle vanskeligheder. Det var især vanskeligt at opnå optisk rene og samtidig letopløselige substrater. Derfor udviklede M. M. Botvinik og E. V. Ramensky en metode til at opnå optisk rene p-nitroanilider af acetyl-L-leucin og acetyl-L-phenylalanin [21] .
På samme tid, fra 1964, blev M. M. Botvinik og S. M. Avaeva tiltrukket af spørgsmål om strukturen af phosphoproteiner, især belysning af arten af bindingen mellem phosphorsyre og protein. Den makroerge karakter af phosphorbindinger i phosphorproteiner, deres høje labilitet, høje reaktivitet og en række andre egenskaber antydede tilstedeværelsen af forskellige former for bindinger i phosphoproteiner. Baseret på den antagelse, at der ud over monoester også eksisterer pyrophosphatbindinger i proteiner, opnåede forskere ledet af Maria Moiseevna 2 forbindelser, der var repræsentanter for en ny klasse af diserylpyrophosphater : 2 - dibenzylpyrophosphat; og P1P2 - di(methylamid) N - benzoylseryl)-P1P2 - dibenzylpyrophosphat . Efterfølgende blev der udført en detaljeret undersøgelse af disse forbindelsers egenskaber [22] . Arbejdet på disse områder begyndte at fortsætte i 1970'erne af kolleger og medarbejdere til Maria Moiseevna. For eksempel undersøgte Avaeva i undersøgelser af type I-serylpyrophosphater stabiliteten af disse forbindelser ved forskellige pH-værdier, kinetikken af deres syrehydrolyse, enzymatisk hydrolyse med uorganisk gærpyrophosphatase og E. Coli alkalisk fosfatase [23] .
M. M. Botvinik havde ingen familie og viede hele sit liv til at arbejde på universitetet. I nærværelse af et utvivlsomt talent som forsker formåede hun ikke at opnå de stillinger, der svarede til hendes kvalifikationer (især stillingen som professor), og det var der en række årsager til: Især var M. M. ikke et medlem af partiet; nogle af hendes slægtninge boede i udlandet efter revolutionen, hvilket også komplicerede den sociale status på det tidspunkt. Siden 1940'erne boede i fælleslejlighed på st. Chkalova, d. 7, apt. 5.