Moore, Stanford

Stanford Moore
engelsk  Stanford Moore
Fødselsdato 4. september 1913( 04-09-1913 )
Fødselssted Chicago , Illinois , USA
Dødsdato 23. august 1982 (68 år)( 23-08-1982 )
Et dødssted New York , USA
Land  USA
Videnskabelig sfære biokemi
Arbejdsplads rockefeller universitet
Alma Mater Vanderbilt University , University of Wisconsin-Madison
videnskabelig rådgiver Carl Paul Link
Kendt som ribonukleaseforsker _
Præmier og præmier
Nobelprisen - 1972 Nobelprisen i kemi (1972)

Stanford Moore ( 4.  september 1913 , Chicago - 23. august  1982 , New York ) var en amerikansk biokemiker.

Udførte forskning inden for proteinkemi ( sammen med W. G. Stein ). Anvendt ionbytterkromatografi til at analysere proteiner; designet en aminosyreanalysator. Etableret i 1960 den primære struktur af enzymet pancreas ribonuclease . Vinder af Nobelprisen i kemi ( 1972 ) sammen med Christian Anfinsen og William Stein for deres grundlæggende bidrag til enzymernes kemi.

Medlem af US National Academy of Sciences (1960) [1] og American Academy of Sciences and Arts .

Ungdom og uddannelse

Stanford Moore blev født i Chicago , Illinois , da hans far, John Howard Moore, var jurastuderende ved University of Chicago (JD 1917). Mor (nee Ruth Fowler) dimitterede fra Stanford University . Hans forældre mødtes i Stanford og giftede sig i 1907. De fortæller, at det var til minde om mødestedet, at forældrene gav deres søn et sådant navn.

Stanford begyndte at studere i en alder af 4 på en gymnasieskole i byen Winnetka , Illinois . Familien flyttede snart til Nashville, Tennessee , hvor hans far blev tilbudt et professorat ved Vanderbilt University School of Law, hvor han arbejdede indtil sin pensionering i 1949. John Howard Moore døde i 1966 i en alder af 85.

I Nashville blev Moore elev på Peabody School ved George Peabody Teachers College. Han var en fremragende elev i alle 7 år af skolegangen. Allerede fra starten af ​​sine studier var Stanford interesseret i engelsk og naturvidenskab, men senere var han heldig at møde en lærer, R. O. Beauchamp, som vakte hans interesse for kemi. Da han kom ind på Vanderbilt University i 1931 , vaklede Stanford Moore mellem flyteknik og kemi. Men en stor indflydelse på Moores fremtid var Arthur William Ingersoll, som udviklede sin interesse for organisk kemi og stoffers molekylære struktur. Som et resultat valgte Stanford kemi som sin hovedfag, dimitterede summa cum laude fra Vanderbilt University i 1935 med en Bachelor of Arts-grad og modtog Founder Medal som den mest fremragende studerende.

I efteråret 1935 blev Moore tildelt et Wisconsin Alumni Research Foundation-stipendium, som gjorde det muligt for ham at fortsætte sine studier ved University of Wisconsin. Stanford forskede under ledelse af professor Carl Paul Link, som for nylig havde arbejdet i Europa med Fritz Pregl om mikroanalytiske metoder til bestemmelse af organiske forbindelsers atomare struktur.

I 1938 modtog Moore sin ph.d. for en afhandling, der karakteriserer kulhydrater og benzimidazolderivater . I den blev det vist, at produkterne fra denne reaktion, adskillige benzimidazoler, let kan isoleres som stabile krystallinske stoffer, hvilket vil tillade identifikation af forskellige monosaccharider .

Tidlig karriere, krigsår

Med færdiggørelsen af ​​Stanford Moores doktorafhandling i 1939 blev det klart, at hans fremtid ville være i biokemi . Moore sluttede sig til Bergmanns videnskabelige gruppe, hvor han var involveret i arbejdet med en af ​​laboratoriets hovedopgaver - proteinernes strukturkemi . Af særlig interesse var udviklingen af ​​metoder til gravimetrisk vurdering af aminosyresammensætningen af ​​proteiner under anvendelse af selektive præcipitanter. Denne tilgang fik et nyt skub to år tidligere, da William Stein begyndte at arbejde i laboratoriet og viste, at aromatiske sulfonsyrer havde egenskaber, der var egnede til dette formål.

Stein og Moore koncentrerede deres første indsats om to sulfonsyrereagenser - 5-nitronaphthalen-2-sulfonsyre til glycin og 2-bromotoluen-5-sulfonsyre til leucin  - og viste, at gode resultater kunne opnås med ovalbuminhydrolyseprodukter og fibroin. silke. [2] Arbejdet var i fuld gang, men da landet var i krig i slutningen af ​​1941, blev studiet indstillet.

Med krigsudbruddet blev der udført en særlig undersøgelse i Bergmanns laboratorium for Office of Scientific Research and Development (UNIR). Deres mission var at studere de fysiologiske virkninger af blærende krigsgas ( sennepsgas , nitrogensennep ) på molekylært niveau, med håbet om at udvikle lægemidler, der kunne bruges til at overvinde virkningerne af disse forbindelser på den menneskelige krop. Begrundelsen for arbejdet var, at effektive beskyttelsesforanstaltninger for at forhindre virkningerne af disse giftige forbindelser, såvel som evnen til at slå tilbage fra USA og dets allierede, ville fraråde brugen af ​​kemiske krigsførelsesmidler.

Mens Stein arbejdede med Bergmann og hans kolleger forskede i New York, meldte Moore sig i 1942 til et administrativt job i National Defense Research Committee under Office of Scientific Research and Development (UNIR), hvor han ledede universiteternes og industriens arbejde med undersøgelse af de biologiske virkninger af kemiske kampmidler. Hans base var i Washington, men han rejste frit til Dumbarton Oaks , hvor National Defense Research Committee havde sit kontor. Senere (i 1944) blev Moore udnævnt til personalet i Chemical Service's New Development Coordination Department, som blev ledet af William A. Noyes, Jr. Resultaterne af tjenestens arbejde blev udgivet i en bog, der blev udgivet efter krigen, Stan bidrog også til den og skrev en artikel (medforfattet med V. R. Kerner) [3] om de psykologiske mekanismer ved eksponering for kemikalier. Da krigen sluttede, tjente Moore på Hawaii-øerne i Armed Forces Operational Research and Development Branch.

Aminosyreforskning

Efter krigens afslutning tilbød Herbert Gasser , direktør for Rockefeller Institute , William Stein og Stan Moore en stilling i Bergmanns tidligere afdeling, hvilket gjorde dem i stand til at fortsætte den aminosyreanalyse, de havde påbegyndt før krigen. Forskerne genoptog deres samarbejde i 1945, begyndende med undersøgelsen af ​​partitionskromatografi som en metode til at bestemme aminosyresekvensen i proteiner.

Ved hjælp af søjlekromatografi

Moore og Stein valgte søjlekromatografi som deres "udgangspunkt" og havde brug for et passende mikroassay for aminosyrer i søjleopløsningsmiddel. Til dette formål studerede William og Stan reaktionen af ​​ninhydrin [4]  , et farvereagens kendt siden dets opdagelse i 1911 og interagerer med alle aminosyrer. De fandt ud af, at et reducerbart bundfald af produktet kunne opnås, når reaktionen blev udført i nærvær af et reduktionsmiddel, oprindeligt stannochlorid.

For at følge ændringerne i separationen produceret i stivelseskolonnen , var opløsningsmidlet indeholdt i små fraktioner af samme volumen; de blev behandlet med ninhydrin under reducerende betingelser, og de resulterende farvede stoffer blev målt ved spektrofotometri . Koncentrationerne af farvede stoffer i hver fraktion blev angivet mod fraktionstallet for at opnå de såkaldte filtratkoncentratkurver. Rummet under hver top af sådanne kurver viste antallet af aminosyrer i prøven.

Faction Collector

Til at begynde med blev fraktionerne opsamlet manuelt, men ret hurtigt blev der udviklet og konstrueret et værktøj, hvor hver dråbe af filtratet fra søjlen ændrede brydningsvinklen for lysstrålen, der oplyste fotocellen, og derved påvirkede optageren. Dråberne blev opsamlet i spektrofotometriske rør. Når et vist antal dråber blev opsamlet, erstattede pladespilleren automatisk et nyt rør. Selvom dette instrument ikke var den første fraktionssamler, blev det prototypen for kommercielle instrumenter, der snart dukkede op i laboratorier rundt om i verden. Takket være disse ændringer blev det muligt at forbedre selve de kromatografiske processer. Den originale fraktionssamler, de har designet, er stadig i fremragende stand i Caspary Hall Museum den dag i dag.

Metoderne beskrevet i 1949 krævede tre tilgange til at bestemme alle aminosyrer i et proteinhydrolysat. Wilman og Stan beskrev anvendelsen af ​​metoden til at bestemme sammensætningen af ​​beta-lactoglobulin og serumalbumin. [5] Eksperimentet med tre forløb krævede mindre end 5 mg protein, hvilket med en standardfejl på mindre end 5 procent var en betydelig præstation for den tid. Da de indså den enorme rolle, denne metode kunne spille i biokemi, brugte Wilman og Stan meget tid på at beskrive i detaljer alle de nødvendige trin for en vellykket anvendelse af de metoder, de udviklede i andre laboratorier.

Selvom stivelsessøjler er blevet en rigtig sensation i proteinkemi, har de nogle begrænsninger. Først og fremmest er dette den langsomme strømningshastighed af stoffet i søjlerne (to uger var påkrævet til en komplet analyse af proteinhydrolysatet). Desuden skulle der forberedes en ny kolonne for hver analysemetode, og fordøjelsesprocessen var meget afhængig af tilstedeværelsen af ​​salte i prøven.

Ved hjælp af ionbytterkromatografi

På grund af de eksisterende mangler ved søjlekromatografimetoder besluttede Wilman og Stan at vende sig til ionbytterkromatografi [6] , som brugte polystyrenharpiks , som et alternativ. Det lykkedes hurtigt forskerne effektivt at adskille alle aminosyrerne i proteinhydrolysatet i blot én kørsel ved at eluere med natriumcitrat- og acetatbuffere ved stigende pH og koncentrationer ved forskellige temperaturer, men det var også nødvendigt at standardisere søjlernes udseende. Til sidst blev alle vanskeligheder overvundet, og reproducerbare harpikser dukkede op. Den vellykkede udvikling af ionbytningsmetodologi gjorde det ikke kun muligt at reducere tidsforbruget på analyse betydeligt, men også at udføre en pålidelig analyse af aminosyrer indeholdt i fysiologiske væsker: urin [7] , plasma og proteinfri vævsekstrakter . De anvendte metoder har givet betydelige resultater i opdagelsen og evalueringen af ​​nye komponenter i disse væsker.

Samtidig blev potentialet for ionbytterkromatografi til at adskille peptider og proteiner udviklet . Det blev hurtigt opdaget, at visse stabile proteiner - bovin bugspytkirtel- ribonuklease og chymotrypsinogen , såvel som hønseæggehvidelysozym - blev effektivt kromatograferet på IRC-50, en harpiks baseret på polymethacrylsyrer . Elueringen af ​​disse proteiner fra veksleren fandt sted med en ændring i pH og ionstyrke, i fuld overensstemmelse med de antagelser, der blev gjort. Senere blev histon med succes fraktioneret fra kalvethymus.

Strukturel analyse af proteiner

Til analyse valgte Moore og Stein et lille enzym, ribonuklease [8] , som de tidligere havde undersøgt, og diskuterede, om viden om dets struktur også ville gøre det muligt at forstå dets enzymatiske aktivitet. Dette arbejde blev udført sideløbende med Christian Anfinsen og hans kolleger, men de to laboratoriers tilgange var forskellige, og de optrådte på det videnskabelige område mere som allierede end konkurrenter.

Forskning i strukturen af ​​ribonuklease begyndte med en prøve af oxideret protein, der var blevet selektivt hydrolyseret med det proteinspaltende enzym trypsin . Den resulterende peptidforbindelse blev adskilt ved ionbyttersøjlekromatografi på stort set samme måde, som aminosyrer tidligere var blevet opløst. Strukturen af ​​disse peptider viste, at hele aminosyresekvensen af ​​ribonuklease (124 aminosyrerester) blev etableret. For at bestemme arten af ​​disse peptider blev det oxiderede enzym derefter hydrolyseret med chymotrypsin - et proteolytisk enzym i en anden form end trypsin - for at producere et andet par peptider, som også blev opløst ved hjælp af sulfonatpolystyren . Takket være de velkendte selektive egenskaber af trypsin og chymotrypsin, som blev undersøgt i vid udstrækning år tidligere af Bergman og hans kolleger, blev rækkefølgen af ​​arrangementet af trypsinpeptider i polypeptidkæden etableret. Bekræftelse blev opnået fra en anden batch af peptider isoleret fra pepsi-hydrolysat.

Automatisk aminosyreanalyse

Efterhånden som arbejdet skred frem, blev det tydeligt, at udviklingen af ​​forskning var hæmmet af det begrænsede niveau, hvor aminosyrer blev analyseret. Med de metoder, der dengang var i brug, krævede eksperimentet alene næsten tre dage og flere hundrede spektrofotometriske aflæsninger. Så i 1956 begyndte arbejdet med at skabe en automatisk aminosyreanalyse. Det begyndte først efter en omfattende forbedring af de anvendte værktøjer, så selve metoden blev offentliggjort i 1958. Med de så tilgængelige harpikser blev analysetiden reduceret til 24 timer, og den acceptable følsomhed nåede 0,5 mikromol. Efterfølgende udviklinger har reduceret analysetiden med en time i gennemsnit og øget følsomheden med to størrelsesordener. Betydningen af ​​viden om proteinkemi opdaget af Moore og Stein kan ikke overvurderes.

Den originale automatiske aminosyreanalysator [9] , beskrevet i 1958, er stadig i funktionsdygtig stand, den står stadig i det samme Rockefeller University laboratorium, hvor den blev samlet.

Den komplette kovalente struktur af ribonuklease blev offentliggjort i 1963, den første sådan undersøgelse af enzymet. Det blev derefter besluttet at undersøge inhiberingen af ​​ribonukleaseaktivitet med iodacetat. I en række undersøgelser, hvor ændringen i respons ved forskellige pH-værdier blev ledsaget af aminosyreanalyse, blev det bevist, at hæmningen af ​​aktivitet ved pH 5 er resultatet af carboxymethylering enten på nitrogen-1 af histidin-119 eller på nitrogen-3 af histidin-12, men ikke på begge sider af det samme ribonukleasemolekyle. Hæmning af aktivitet ved lavere pH er blevet fundet på grund af reaktioner med methionin ; ved højere pH - ved reaktion med lysin-41. I dette tilfælde kunne det antages, at histidin-12 og -119 nærmer sig hinanden på den aktive side af ribonukleasen. Denne antagelse, som viste sig at være nøglen til efterfølgende undersøgelser af ribonuklease, blev yderligere bekræftet i andre laboratorier ved hjælp af røntgenanalyse. Herigennem blev det muligt at fortolke kinetiske undersøgelser og arbejde med kernemagnetisk resonans , hvilket førte til en detaljeret forklaring af enzymets virkningsmekanisme.

Arbejdet med ribonuklease modtog universel anerkendelse i form af tildelingen i 1972 af Nobelprisen i kemi til Moore, Stein og Anfinsen. Derefter udvidede Moore-Stein-laboratoriet, og andet forskningsarbejde begyndte at blive udført i det: bestemmelse af aminosyresekvensen af ​​pancreas deoxyribonuclease, undersøgelse af reaktionen af ​​cyanationer, når de interagerer med proteiner; strukturelle undersøgelser ved anvendelse af pepsin; virkningsmekanisme og struktur af streptokokproteinase; undersøgelser af sekvensen og den aktive side af T1-ribonuklease; isolering af 2',3'-cyklisk nukleotid, 3-phosphohydrolase og dets inhibitor; undersøgelser af ribonukleasehæmmere og mange undersøgelser af modifikationer af bugspytkirtel-ribonuklease.

Samarbejdet mellem Moore og Stein fortsatte på Rockefeller University, selv efter at Willman Stein led en knusende lammelse i 1969. Med undtagelse af krigsårene (1942-1945) var Moore kun fraværende fra Rockefeller Institute i et år - 1950. Han tilbragte seks måneder i Bruxelles i Belgien , hvor han åbnede et laboratorium dedikeret til aminosyreanalyse, og de anden seks måneder måneder i England i Cambridge , hvor de deler et laboratorium med Frederick Sanger og arbejder på undersøgelsen af ​​insulins aminosyresekvens . Stan følte, at dette år i Europa var vigtigt for hans udvikling som videnskabsmand og hans fremtidige arbejde på det internationale videnskabelige område.

Personligt liv og sociale aktiviteter

Moore tjente i samfundet af biokemikere både som redaktør og som officer i American Society of Biochemists, og som formand for organisationskomitéen for International Congress of Biochemistry, afholdt i New York i 1964. Kongressen var en enestående begivenhed takket være tilrettelæggelsen af ​​videnskabelige præsentationer og Moores gæstfrihed. Under kongressen inviterede Stan 8-10 gæster dagligt til morgenmad og frokost, så forskerne kunne mødes med kolleger i en afslappet atmosfære. Han fortsatte denne praksis i de næste 15 år ved internationale konventioner og de årlige møder i American Society of Biochemists. Kun hans svigtende helbred afbrød denne tradition.

Stanford Moore viede hele sit liv udelukkende til videnskab. Han giftede sig aldrig, undgik alt, der ikke vedrørte videnskab og videnskabsmænd.

End of life, arv

I de sidste to år af sit liv, da hans helbred forværredes, levede Moore med bevidstheden om sin sygdom, amyotrofisk lateral sklerose . Han døde i sin lejlighed den 23. august 1982, ikke langt fra sit elskede laboratorium på Rockefeller University, hvor han tilbragte så mange succesfulde og frugtbare år. Det skal bemærkes, at ingen metode eller værktøj udviklet af Moore og Stein er blevet patenteret . De var ligeglade med personlig vinding. Desuden havde Stan Moore ringe interesse for sine egne ejendele, hans lille kontor og ungkarlelejlighed var indrettet med minimale faciliteter.

Stans tilknytning til Rockefeller University og hans dedikation til biokemi blev afspejlet i hans testamente, hvori han erklærede, at hans ejendom "skulle bruges som en donation til lønninger og videnskabelige udgifter til forskere i biokemi." Som Stan skrev i et brev til universitetspræsident Joshua Lederberg, der blev leveret efter hans død, "Jeg ønsker (på trods af mine beskedne midler) at hjælpe unge studerende, som de hjalp mig."

Rangerer

Priser

(delt med William Stein)

Noter

  1. ↑ Moore, Stanford på US National Academy of Sciences  hjemmeside
  2. ↑ Moore S, Stein.WH, Bergmann M. Isolationen af ​​I-serin fra silkefibroin  // J.Biol.Chem.. - 1941. - Vol. 139. - S. 481-482.
  3. ↑ Moore S, Kirner WR Den fysiologiske virkningsmekanisme af kemiske krigsførelsesmidler // Chemistry (Science in World War II). - 1948. - S. 288-360.
  4. ↑ Moore S, Stein.WH Fotometrisk ninhydrinmetode til brug ved kromatografi af aminosyrer  // J.Biol.Chem.. - 1948. - Vol. 176. - S. 367-388.
  5. ↑ Moore S, Stein.WH Aminosyresammensætning af β-lactoglobulin og bovint serumalbumin  // J.Biol.Chem.. - 1949. - Vol. 178. - S. 79-91.
  6. ↑ Moore S., Hirs CHW, Stein W. H. Isolering af aminosyrer ved kromatografi på ionbyttersøjler; anvendelse af flygtige buffere  // J. Biol. Chem.. - 1952. - Vol. 195. - S. 669-683.
  7. ↑ Moore S., Tallan HH, Stein WH 3-Methylhistidine, en ny aminosyre fra human urin  // J.Biol.Chem.. - 1954. - Vol. 206. - S. 825-834.
  8. ↑ Moore S., Hirs CHW, Stein WH Aminosyresammensætningen af ​​ribonuclease  // J.Biol.Chem.. - 1954. - Vol. 211. - S. 941-950.
  9. ↑ Moore S., Spackman DH, Stein WH Automatisk registreringsapparat til brug ved kromatografi af aminosyrer  // Anal.Chem.. - 1958. - Vol. 30. - P. 1190-1206.  (utilgængeligt link)

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Tematiske steder
Ordbøger og encyklopædier