Orgel, Leslie Ilizer

Leslie Ileazer Orgel ( eng.  Leslie Еleazer Orgel ; 12. januar 1927 – 27. oktober 2007 ) var en britisk kemiker . Kendt for sit arbejde inden for teoretisk kemi og studiet af problemet med livets oprindelse på Jorden.

Biografi

Leslie Orgel blev født den 12. januar 1927 i London. Efter at have afsluttet sin eksamen fra Lady Alice Owen's School, kom han ind på Oxford University, hvor han for alvor begyndte at studere kemi. I 1948 dimitterede han med udmærkelse fra universitetet med en bachelorgrad i kemi. Fra 1951 til 1953 arbejdede han som forskningsstipendiat ved Magdalen College, hvor han lavede forskningsarbejde til en kandidatgrad, hvilket resulterede i hans første udgivelse om en semi-empirisk beregning af dipolmomentet for konjugerede heterocykliske molekyler. Fra 1954 til 1955 var han postdoc ved California Institute of Technology under Linus Pauling . Mens han arbejdede der, blev han tæt på Alexander Rich og James Watson , som i høj grad påvirkede udviklingen af ​​hans interesser og senere karriere. Efter at have afsluttet sin ph.d. vendte Orgel tilbage til Storbritannien for at tiltræde stillingen som assisterende direktør i Institut for Teoretisk Kemi ved University of Cambridge. Videnskabsmandens videnskabelige interesser flyttede sig gradvist fra området teoretisk uorganisk kemi til biokemiområdet, og i 1964 flyttede Orgel endelig til USA og begyndte at forske i problemet med abiogenese ved Jonas Salk Institute for Biological Studies. Han arbejdede på dette institut indtil slutningen af ​​sit liv. Han døde den 27. oktober 2007 af bugspytkirtelkræft [1] .

Videnskabelig forskning

De første værker af Leslie Orgel var forskning inden for teoretisk uorganisk kemi.

Hans første publikation [2] ( 1951 ), helliget den semi-empiriske beregning af dipolmomentet for konjugerede heterocykliske molekyler, betragtes nu kun ud fra et synspunkt af historisk interesse. Imidlertid anses det følgende værk [3] , skrevet i 1952 i samarbejde med Jack Dunitz, hvor stabiliteten af ​​ferrocen er forklaret ud fra kredsløbsinteraktion , som en meget bemærkelsesværdig præstation af videnskabsmanden. Det er interessant at bemærke, at Orgel faktisk forudsagde eksistensen af ​​dibenzenchrom og bis(cyclobutadienyl)nikkel i tillid til, at hans overvejelser kunne anvendes på disse hypotetiske molekyler. På medforfatterens insisteren blev disse dristige betragtninger dog ikke offentliggjort. Og først i 1956 blev Orgels artikel [4] udgivet , om muligheden for eksistensen af ​​stabile cyclobutadienylkomplekser af overgangsmetaller. I 1959 blev bis(cyclobutadienyl)nikkel med den forudsagte struktur opnået.

I 1957 forklarede han i sin artikel "Ionkompression og rubinfarven" [5] , hvorfor rubinen er rød. Problemets ikke-trivialitet var, at rubin er korund (Al 2 O 3 ), hvor en del af Al 3+ ionerne (mindre end 5%) er erstattet af Cr 3+ ioner . Samtidig er korund i sig selv farveløs, chromoxid Cr 2 O 3 , lignende struktur, har en grøn farve, der er karakteristisk for Cr 3+ ionen i et oktaedrisk oxygenmiljø. Desuden har højt substitueret aluminiumoxid (mere end 8% Cr) også en grøn farve. Og alligevel er rubiner røde. Orgel bemærkede, at ved lave substitutionsgrader ændres krystalgitterparameteren for korund næsten ikke, derfor bliver Cr 3+ ioner (som selv har en radius større end aluminiumioners radius) "klemt" af krystalgitteret, dvs. , reduceres afstandene mellem chromioner og oxygen. Og så beregnede han, at et sådant fald i afstande skulle flytte absorptionsbåndet af chromioner fra 16000 cm -1 (grøn farve) til 19100 cm -1 (rød farve), hvilket faktisk er observeret. Samme år blev Orgels værker udgivet, der forklarer dannelsen af ​​normale og omvendte spineller ud fra teorien om krystalfeltet og faldet i symmetrien af ​​nogle spineller på grund af Jahn-Teller-effekten . [6] [7]

Orgels interesse for biokemi begyndte at tage form i midten af ​​1950'erne, da han var postdoc ved California Institute of Technology. Der mødte han James Watson og Francis Crick og blev en af ​​de første videnskabsmænd, der havde mulighed for at teste styrken af ​​den dobbeltstrengede model af DNA -strukturen .

I 1964 flyttede Orgel endelig til USA og koncentrerede alle sine bestræbelser på at studere problemet med livets oprindelse på Jorden. Hans opmærksomhed blev især tiltrukket af ribonukleinsyrer , da det på det tidspunkt allerede var kendt, at de både er bærere og transmittere af genetisk information. Et alvorligt resultat af hans forskning på dette område var året 1968 [8] , hvor der blev fremsat en hypotese om, at livet på den tidlige Jord udelukkende kunne repræsenteres af ribonukleinsyrer, som både lagrede genetisk information og var i stand til at være uafhængige (uden deltagelse af proteiner) replikation. Denne hypotese blev seriøst udarbejdet af Orgel, endelig formuleret i Walter Gilberts arbejde og kaldes nu " RNA World Hypothesis ".

Verifikationen af ​​denne hypotese bestemte retningen for Orgels videre videnskabelige aktivitet. Han satte sig selv til opgave at teste muligheden for abiogen syntese af nukleotider , muligheden for deres spontane kombination til polynukleotider og polynukleotiders evne til at starte syntesen af ​​komplementære par uden deltagelse af proteiner .

Med udgangspunkt i Joan Oros arbejde fra 1961 , som viste, at adenin kunne syntetiseres ud fra ammoniak og blåsyre under præbiotiske forhold, foreslog Orgel en mekanisme til at forklare, hvordan disse reaktanter kunne koncentrere sig om den tidlige Jord og producere adenin i store mængder. Han foreslog også flere mulige skemaer til syntese af andre nukleinbaser og demonstrerede muligheden for deres spontane kombination med ribose og ribosylphosphater. [9]

Derefter viste Orgel, at præsyntetiseret RNA er i stand til at syntetisere dets komplementære par ved skabelonmekanismen, når det placeres i en opløsning af aktiverede mononukleotider. I dette tilfælde viste udbyttet af det ønskede produkt sig at være lavt, og et stort antal isomere produkter blev dannet.

På det tidspunkt var ribozymer endnu ikke kendt, men Orgel mente, at hvis der under sådanne processer sker dannelsen af ​​RNA, der er i stand til at katalysere sin egen replikation, så kan dens mængde blive dominerende. Dette princip (i det væsentlige en abiogen analog af darwinistisk naturlig udvælgelse ) er grundlæggende for RNA-verdenshypotesen.

I den videre videnskabelige aktivitet af Orgel kan der skelnes mellem to hovedretninger.

Den første var relateret til søgen efter beviser for universaliteten af ​​naturlig udvælgelse og anvendeligheden af ​​dette princip på kemiske processer. I denne retning har Ordzhelas videnskabelige gruppe opnået en vis succes. Gruppen replikerede bakteriofag Qβ in vitro under anvendelse af enzymet Qβ-replikase i nærvær af ethidiumbromid  , en forbindelse, der undertrykker virusreplikation ved at forstyrre dens RNA-struktur. Som et resultat blev der efter nogen tids "reagensglasudvikling" opnået en virusstamme, der var mere modstandsdygtig over for ethidiumbromid end den oprindelige [10] .

Den anden retning bestod i at løse problemerne fra Orgels tidligere opdagelser. De vigtigste var forklaringen på enantioselektivitet under abiogenese og årsagerne til, at nukleotidanaloger, som også kunne dannes på protoplaneten, blev kasseret i løbet af molekylær evolution. [11] Forskning i denne retning fortsætter i forskellige laboratorier den dag i dag.

Større værker

Leslie Orgel var berømt for sin høje videnskabelige produktivitet. I en alder af 35 havde han næsten hundrede udgivet værker af forskellig art, skrevet af ham selv eller i samarbejde. Følgende monografier bragte ham den største popularitet:

• Leslie E. Orgel, en introduktion til overgangsmetalkemi. Ligand Field Theory, 1961
• Leslie E. Orgel, The Origins of Life: Molecules and Natural Selection, 1973
• Leslie E. Orgel og Stanley L. Miller, The Origins of Life on the Earth, 1974

Hæder og priser

Fordelene ved Orgel blev højt værdsat af de videnskabelige samfund på begge sider af Atlanterhavet. I 1957 modtog han Harrison-prisen for sit arbejde i uorganisk kemi. I 1962 blev han valgt til Fellow of the Royal Society of London for the Advancement of Natural Knowledge .

I USA blev Orgel tildelt et Guggenheim Fellowship i 1971, en Evans-pris i 1975 og Harold Urey-medaljen International Society for the Study of the Origin of Life on Earth i 1993. I 1990 blev Orgel valgt til US National Academy of Sciences .

Personligt liv og hobbyer

Leslie Orgel boede i 57 år sammen med sin kone, Alice Orgel (Levinson). Tre børn blev født i deres familie: Vivienne, Richard og Robert.

Orgel har været samler hele sit liv. Han samlede tæpper, bøger, pyntegenstande og franske vine.

Interessante fakta

• En grafisk repræsentation af spaltningen af ​​en ions d- og f -orbitaler i krystalfeltet af ligander kaldes " Orgel-diagrammer ".
• Under sit postdoktorale stipendium sluttede Orgel sig til RNA Tie Club, en semi-formel organisation af 24 fremtrædende videnskabsmænd dedikeret til at forstå, hvordan DNA er forbundet med proteiner, og hvordan arvelig information videregives. Hvert medlem af klubben bar et slips med et billede af DNA-dobbelthelixen. Tyve medlemmer af klubben blev sammenlignet med proteinogene aminosyrer, fire æresmedlemmer af klubben symboliserede nukleotider. Orgel var " threonine ".
• Mens han udforskede mulige alternativer til klassiske nukleotider (i evolutionær forstand), udviklede og patenterede Orgel en metode til syntese af arabinosylcytosin, en forbindelse, der er meget udbredt til behandling af leukæmi og lymfomer. Orgel brugte provenuet fra patentet til at organisere daglige teselskaber i sit laboratorium og til at holde festlige begivenheder.
• Baseret på resultaterne af hans forskning inden for molekylær evolution formulerede Orgel evolutionære regler . Den første siger: "Hvis den spontane proces er for langsom eller ineffektiv, vil der være et enzym, der udvikler sig for at fremskynde denne proces." Den anden regel lyder som "Evolution er klogere end dig."

Noter

1. ↑ Dunitz, Jack D.; Joyce, Gerald F. (2013-12-01). "Leslie Eleazer Orgel. 12. januar 1927 - 27. oktober 2007" Arkiveret 21. november 2016 på Wayback Machine Biografiske Memoirs of Fellows of the Royal Society . 59 : 277-289. doi: 10.1098/rsbm.2013.0002 Arkiveret 21. november 2016 på Wayback Machine . ISSN 0080-4606 Arkiveret 8. november 2016 på Wayback Machine
2. ↑ LE Orgel, FL Cottrell, W. Dick & LE Sutton Beregningen af ​​de elektriske dipolmomenter af nogle konjugerede heterocykliske forbindelser // Trans. Faraday Soc , 1951, v. 47 , s. 113-119. DOI: 10.1039/TF9514700113 Arkiveret 30. november 2016 på Wayback Machine
3. ↑ LE Orgel, JD Dunitz Bis-cyclopentadienyljern: en molekylær sandwich // Nature , 1953, v. 171 , 121-122. DOI: 10.1038/171121a0 Arkiveret 3. august 2016 på Wayback Machine
4. ↑ LE Orgel, HC Longuet-Higgins Den mulige eksistens af overgangsmetalkomplekser af cyclobutadien // J. Chem. soc. , 1956, s. 1969-1972 DOI: 10.1039/JR9560001969 Arkiveret 30. november 2016 på Wayback Machine
5. ↑ LE Orgel Ion kompression og farven på rubin // Nature , 1957, v. 179 , s. 1348. DOI: 10.1038/1791348a0
6. ↑ LE Orgel, JD Dunitz Elektroniske egenskaber for overgangsmetaloxider. I. Forvrængninger fra kubisk symmetri // J. Phys. Chem. Solids , 1957, v. 3 , s. 20-29. DOI: 10.1016/0022-3697(57)90043-4
7. ↑ LE Orgel, JD Dunitz Elektroniske egenskaber for overgangsmetaloxider. II. Kationfordeling blandt oktaedriske og tetraedriske steder // J. Phys. Chem. Solids , 1957, v. 3 , s. 318-323. DOI: 10.1016/0022-3697(57)90035-5
8. ↑ LE Orgel Udvikling af det genetiske apparat // J. Mol. Biol. , 1968, v. 38 , s. 381-393. DOI: 10.1016/0022-2836(68)90393-8
9. ↑ L.E. Orgel, R.A. Sanchez Undersøgelser i præbiotisk syntese. V. Syntese og fotoanomerisering af pyrimidinnukleosider // J. Mol. Biol. , 1970, v. 47 , s. 531-543. DOI: 10.1016/0022-2836(70)90320-7
10. ↑ LE Orgel, R. Saffhill, H. Schneider-Bernloehr & S. Spiegelman In vitro-selektion af bakteriofag Qβ-ribonukleinsyrevarianter, der er resistente over for ethidiumbromid // J. Mol. Biol. , 1970, v. 51 , s. 531-539. DOI: 10.1016/0022-2836(70)90006-9
11. ↑ L.E. Orgel, G.F. Joyce, G.M. Visser, C.A. EN. van Boeckel, JH van Boom & J. van Westrenen Chiral selektion i poly(C)-dirigeret syntese af oligo(G) // Nature , 1984, v. 310 , s. 602-604. DOI: 10.1038/310602a0 Arkiveret 16. september 2016 på Wayback Machine

Links

• Orzhels biografi
• Kort biografi og liste over artikler af Orgel på University of Californias hjemmeside
• Leslie Orgel, 80; kemiker var faderen til RNA-verdensteorien om livets oprindelse
• Orgels biografi på Jonas Salk Institute of Biologys hjemmeside
• Leslie Orgel dør
• Orgel og kvantekemi

Tematiske steder	Scopus
Ordbøger og encyklopædier	Oxford biografisk
I bibliografiske kataloger BNC : a10132776 GND : 1105198502 ISNI : 0000 0000 6348 762X J9U : 987007338086505171 LCCN : n83825792 NKC : mzk2014804402 NLP : A20938585 NTA : 070161046 NUKAT : n00096943 SUDOC : 061169900 VIAF : 28461073 WorldCat VIAF : 28461073