Merrifield, Robert Bruce

Robert Bruce Merrifield
Engleză  Robert Bruce Merrifield
Data nașterii 15 iulie 1921( 15.07.1921 )
Locul nașterii Fort Worth , Texas , SUA
Data mortii 14 mai 2006 (în vârstă de 84 de ani)( 14.05.2006 )
Un loc al morții Creskill , New Jersey , SUA
Țară  STATELE UNITE ALE AMERICII
Sfera științifică biochimie
Loc de munca
Alma Mater
Premii și premii Premiul Nobel Premiul Nobel pentru Chimie (1984)
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Robert Bruce Merrifield ( ing.  Robert Bruce Merrifield ; 15 iulie 1921 , Fort Worth , Texas  - 14 mai 2006 , Creskill , New Jersey ) este un biochimist american, laureat al Premiului Nobel pentru Chimie în 1984 pentru metodologia sa propusă de chimie sinteza pe matrice solide [1] .

Copilărie și tinerețe

Bruce s-a născut pe 15 iulie 1921 în Fort Worth , Texas. Era singurul copil din familie. Tatăl - George Evan Merrifield (George E. Merrifield), a fost designer de interior și a vândut accesorii, mama - Lauren Lucas Merrifield (Lorene născută Lucas).

În 1923, când Bruce avea doi ani, familia sa s-a mutat în California de Sud. Era vremea Marii Depresiuni , iar familia Merrifield, pentru a găsi de lucru pentru tatăl lor, a trebuit să se mute dintr-un loc în altul. Din această cauză, Bruce a schimbat adesea școlile.

Materiile lui preferate au fost fizica , chimia si astronomia . Lui Bruce îi plăcea în special să facă experimente chimice. După ce a absolvit școala primară din California (9 clase), Merrifield a studiat liceul la Montebello School (Montebello High School) în 1937-1939. După doi ani la Pasadena Junior College, s-a transferat la Universitatea California din Los Angeles (UCLA). După ce și-a primit diploma de licență acolo în 1943, Bruce a lucrat aproximativ un an la Philip R. Park Research Foundation, asistând la experimente de hrănire a animalelor cu aminoacizi sintetici. Unul dintre aceste experimente a fost experimentul Geiger, care a arătat pentru prima dată necesitatea coprezenței aminoacizilor esențiali în furaje pentru dezvoltarea normală a animalelor.

Cariera timpurie

Un an mai târziu, Bruce a intrat în școala absolventă la Universitatea din California și în 1944 a început cercetarea disertației sub îndrumarea profesorului de biochimie Max Dunn (MS Dunn). Acesta din urmă a studiat aminoacizii și a sugerat ca Merrifield să se ocupe de acest subiect. Bruce a început să lucreze cu biopolimeri care afectează creșterea bacteriilor din genul Lactobacilli , care au fost utilizați pentru analiza cantitativă a aminoacizilor. Dunn și Merrifield au fost pionieri în acest domeniu. Bruce a identificat prolina și a studiat, de asemenea, bazele pirimidinice găsite în drojdie. Pentru dezvoltarea (împreună cu conducătorul său Dunn) a unei metode biochimice pentru analiza cantitativă a pirimidinelor, și-a luat doctoratul (Ph.D.) în 1949.

Imediat după absolvire, 19 iunie 1949, s-a căsătorit cu Elizabeth Furlong (Elizabeth Furlong) și a doua zi a plecat la New York.

Acolo, sub conducerea Dr. Woolley (DW Woolley), Bruce a început să lucreze ca asistent biochimist la Institutul Rockefeller pentru Cercetare Medicală (mai târziu Universitatea Rockefeller ). El cerceta un nou factor de creștere bacteriană, strepogenina, pe care supervizorul său îl descoperise. Până în acest moment, Sanger a determinat structura primară a insulinei, iar Merrifield, datorită activității ridicate a strepogeninei, a fost capabil să studieze două peptide din lanțul B al insulinei, o pentapeptidă și o heptapeptidă care conținea serină [2] .

Metoda de sinteză în fază solidă a peptidelor

Până la mijlocul secolului al XX-lea, cea mai comună metodă pentru sinteza peptidelor a fost metoda lui Emil Fischer , care a fost primul care a început să lucreze în acest domeniu. În această metodă, aminoacizii sunt adăugați succesiv la lanțul peptidic rezultat. Ciclurile constând din etapele de protecție a grupului, activare, adăugare la lanțul peptidic și îndepărtarea grupării protectoare se repetă până când se obține lanțul peptidic al compoziției dorite. În timpul sintezei s-a format un număr mare de produse secundare, care trebuiau îndepărtate în fiecare etapă. De regulă, randamentul peptidei țintă sintetizată prin această metodă a fost foarte scăzut, iar produsul în sine a fost foarte contaminat.

Unele îmbunătățiri ale acestui proces au fost dezvoltate în anii 1930. O astfel de îmbunătățire a fost utilizarea grupului benziloxicarbonil versatil, care a permis grupului lui Vincent Du Vignot să sintetizeze oxitocină și vasopresină .

După ce a sintetizat peptide timp de câțiva ani folosind metode cunoscute la acea vreme, Bruce a început să se gândească la crearea unei versiuni alternative, mai extinse, a sintezei. În jurnalul său de laborator din mai 1959, el a scris:

Este nevoie de o metodă rapidă, cantitativă și automată pentru sinteza peptidelor cu lanț lung. O posibilă abordare ar putea fi utilizarea cromatografiei pe coloană, în care aminoacizii activați sunt adăugați la o peptidă atașată la un purtător polimeric, apoi grupările protectoare sunt îndepărtate și apoi ciclul este repetat până când se formează peptida dorită. În ultima etapă, peptida trebuie îndepărtată din purtător.

După o serie de experimente, Bruce a decis să folosească un polimer de stiren și divinilbenzen ca purtător. Această variantă de purtător a fost atractivă atât datorită solubilității sale ridicate în solvenți organici, cât și a gradului său scăzut de reticulare. La avantajele acestui purtător se adaugă faptul că poate fi ușor modificat pentru a permite atașarea primului aminoacid la polimer sub formă de ester benzilic.

Printre puținele grupări protectoare disponibile până în 1960, gruparea benziloxicarbonil nu era pe deplin potrivită pentru o nouă variantă de sinteză a peptidelor, deoarece necesita un mediu puternic acid pentru a se desprinde de produs, iar apoi Bruce a decis să folosească diciclohexilcarbodiimidă (DCCI) în experimentele sale. , care fusese folosit cu puţin timp înainte .

În 1963, Merrifield a publicat o lucrare clasică în Journal of the American Chemical Society în care descrie o metodă pe care a numit-o „sinteza peptidelor în fază solidă” [3] . Acest articol a devenit una dintre cele mai citate publicații din reviste.

Un pas important înainte a fost proiectarea unei instalații capabile să automatizeze sinteza peptidelor. Primul aparat de lucru a fost realizat de Bruce și asistentul său John Stewart cu asistența lui N. Gernberg în 1965.

O publicație a lui Merrifield care descrie prepararea unei tetrapeptide într-o plantă nouă a prezentat sinteza peptidei în fază solidă (SPPS) ca o sinteză alternativă a peptidei [4] . Deși au existat unii oameni de știință sceptici, lucrarea a atras atenția enormă din partea chimiștilor din întreaga lume. La scurt timp după articolul despre tetrapeptidă, a urmat o serie de publicații dedicate unei descrieri detaliate a noii metode [5] . Grupul lui Bruce a produs, de asemenea, câțiva hormoni peptidici folosind echipamentul pe care l-au dezvoltat, inclusiv bradikinină , oxitocină , angiotensină și proteina insulină [6] . Odată cu răspândirea metodei de sinteză în fază solidă a peptidelor, pe piață au început să apară modele comerciale de sintetizatoare automate, multe dintre ele de proastă calitate și foarte discreditate SPPS.

Oponenții noii metode de sinteză a peptidelor au susținut că produsele peptidice obținute folosind un sintetizator automat nu sunt pure. Problema purității produselor s-a confruntat cu Merrifield pe parcursul lucrării sale privind sinteza peptidelor. Soluția sa a devenit posibilă datorită dezvoltării unei metode de cromatografie lichidă de înaltă performanță .

Sinteza ribonucleazei

În 1969, Merrifield, împreună cu Bernd Gutte, a sintetizat cu succes enzima ribonucleaza [7] . Pentru a realiza această sinteză, Merrifield și Gutta au necesitat 369 de reacții chimice și 11.931 de pași separati, care au necesitat câteva săptămâni de funcționare continuă a unui sintetizator automat. Această lucrare a oferit dovezi experimentale pentru ipoteza lui Anfinsen , care a propus că structura primară a unei proteine ​​determină structura sa terțiară.

Sinteza cecropinei și a analogilor săi

În 1982, Bruce Merrifield și colegii au sintetizat pentru prima dată peptida cecropină , care are un efect antibacterian. Studiile acestei substanțe s-au transformat ulterior într-o zonă separată cu o clasificare sistematică a acestei clase de compuși [8] . Unii membri ai acestei clase au fost sintetizați și analizați cu succes pentru activitatea antibacteriană în laboratorul în care a lucrat Bruce [9] . În timpul experimentelor, oamenii de știință au descoperit că D-cecropinele A obținute de ei sunt capabile să creeze aceeași conductivitate electrică ca și enantiomerii lor din stratul bilipid și, de asemenea, au activitate antimicrobiană similară [10] [11] [12]

În plus, s-a constatat că cecropinele din medii nepolare au un grad ridicat de helicitate. Pe baza rezultatelor lor, Bruce Merrifield și laboratorul său au concluzionat că aceste peptide acționează prin formarea de canale ionice în membranele celulare și nu interacționează cu centrii chirali precum enzimele și receptorii.

Metoda lui Merrifield a stimulat progrese mari în biochimie , farmacologie și medicină , făcând posibilă studierea sistematică a dependenței activității enzimelor, hormonilor și anticorpilor de structura lor. Dezvoltarea și perfecționarea metodei a fost tema principală de cercetare în laboratorul său, pe care l-a dirijat până în ultimele zile ale vieții sale.

Premii și onoruri

Pentru munca sa, Merrifield a fost ales la Academia Națională de Științe din SUA în 1972 [13] .

El a primit o serie de premii pentru munca sa privind chimia sintetică a peptidelor, inclusiv:

Viața personală

Bruce a fost căsătorit cu Elizabeth Furlong (1949), pe care a cunoscut-o la Universitatea din Los Angeles. După ce a absolvit biologie, a lucrat cu soțul ei la Universitatea Rockefeller timp de peste 20 de ani. În 1993, și-a publicat autobiografia, Living in the Golden Age of Peptide Chemistry. După o lungă boală, R. Bruce Merrifield a murit pe 14 mai 2006, la vârsta de 84 de ani, la casa sa din Cresskill, New Jersey. A lăsat în urmă o soție, 6 copii (Nancy, Jim, Betsy, Cathy, Laurie și Sally) și 16 nepoți.

Literatură

Note

  1. ↑ Kenneth Chang . R. Bruce Merrifield, care a câștigat premiul Nobel pentru chimie, a murit la 84 de ani , The New York Times  (6 mai 2006). Arhivat din original pe 25 martie 2014. Consultat la 12 aprilie 2008  .
  2. ↑ R.B. Merrifield, D.W. Woolley. Izolarea și determinarea structurii unei peptide cu activitate de strepogenină  //  Arhivele de Biochimie și Biofizică : jurnal. - Elsevier , 1955. - Vol. 56 , nr. 1 . - P. 265-266 . - doi : 10.1016/0003-9861(67)90184-1 .
  3. ↑ R. B. Merrifield. Sinteza peptidelor în fază solidă. I. Sinteza unei tetrapeptide  //  Journal of the American Chemical Society : jurnal. - 1963. - Vol. 85 . - P. 2149 . doi : 10.1021 / ja00897a025 .
  4. ↑ R. B. Merrifield. Sinteza automată a peptidelor  (engleză)  // Știință. - 1965. - P. 178-185 . - doi : 10.1126/science.150.3693.178 .
  5. ↑ Robert B. Merrifield, John Morrow. Stewart, , Nils. Jernberg. Instrument pentru sinteza automată a peptidelor  (neopr.)  // Chimie analitică. - 1966. - S. 1905-1914 . - doi : 10.1021/ac50155a057 .
  6. ↑ B. Marglin, R. B. Merrifield. Sinteza insulinei bovine prin metoda în fază solidă  //  Journal of the American Chemical Society : jurnal. - 1966. - P. 5051-5052 . doi : 10.1021 / ja00973a068 .
  7. ↑ R.B. Merrifield, B. Gutte. Sinteza ribonucleazei A  (engleză)  // Jurnalul de chimie biologică  : jurnal. - 1971. - Vol. 246 . - P. 1922-1941 .
  8. ↑ Håkan Steiner, David Andreu, R.B. Merrifield. Legarea și acțiunea cecropinei și a analogilor cecropinei: peptide antibacteriene de la insecte  (engleză)  // Biochimica et Biophysica Acta : jurnal. - 1988. - Vol. 939 , nr. 2 . - P. 260-266 . - doi : 10.1016/0005-2736(88)90069-7 .
  9. ↑ HG Boman, I. Faye, P. Hofsten, K. Kockum, J.-Y. Lee, KG Xanthopoulos, H. Bennich, Å. Engström, R. B. Merrifield, D. Andreu. Despre structurile primare ale lizozimei, cecropinelor și atacinelor din Hyalophora cecropia  (engleză)  // Developmental & Comparative Immunology: journal. - 1985. - Vol. 9 , nr. 3 . - P. 551-558 . - doi : 10.1016/0005-2736(88)90069-7 .
  10. ↑ HG Boman, D. Wade, I. A. Boman, B. Wåhlin, R. B. Merrifield. Proprietăți antibacteriene și antimalarice ale peptidelor care sunt hibrizi cecropină-melitină  // Scrisori  FEBS : jurnal. - 1989. - Vol. 259 , nr. 1 . - P. 103-106 . - doi : 10.1016/0014-5793(89)81505-4 .
  11. ↑ David Andreu, Josep Ubach, Anita Boman, Birgitta Wåhlin, David Wade, R.B. Merrifield, Hans G. Boman. Hibrizii cecropin A-melittin scurtați Reducerea semnificativă a dimensiunii păstrează activitatea antibiotică puternică  // Scrisori  FEBS : jurnal. - 1992. - Vol. 296 , nr. 2 . - P. 190-194 . - doi : 10.1016/0014-5793(92)80377-S .
  12. ↑ Francesca M. Marassi, Stanley J. Opella, Padmaja Juvvadi, R. B. Merrifield. Orientarea elicelor de cecropină A în bistraturile fosfolipide determinate prin spectroscopie RMN în stare solidă  // Biophysical  Journal : jurnal. - 1999. - Vol. 77 , nr. 6 . - P. 3152-3155 . - doi : 10.1016/S0006-3495(99)77145-6 .
  13. ↑ Bruce Merrifield Arhivat pe 5 martie 2016 la Wayback Machine  

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Site-uri tematice
Dicționare și enciclopedii
Genealogie și necropole