Moore, Stanford

Stanford Moore
Engleză  Stanford Moore
Data nașterii 4 septembrie 1913( 04.09.1913 )
Locul nașterii Chicago , Illinois , SUA
Data mortii 23 august 1982 (68 de ani)( 23-08-1982 )
Un loc al morții New York , SUA
Țară  STATELE UNITE ALE AMERICII
Sfera științifică biochimie
Loc de munca Universitatea Rockefeller
Alma Mater Universitatea Vanderbilt , Universitatea din Wisconsin-Madison
consilier științific Carl Paul Link
Cunoscut ca cercetător de ribonuclează
Premii și premii
Premiul Nobel - 1972 Premiul Nobel pentru Chimie (1972)

Stanford Moore ( 4  septembrie 1913 , Chicago – 23  august 1982 , New York ) a fost un biochimist american.

A efectuat cercetări în domeniul chimiei proteinelor (împreună cu W. G. Stein ). Cromatografia cu schimb ionic aplicat pentru analiza proteinelor; a proiectat un analizor de aminoacizi. Înființată în 1960 structura primară a enzimei ribonuclează pancreatică . Câștigător al Premiului Nobel pentru Chimie ( 1972 ), împreună cu Christian Anfinsen și William Stein , pentru contribuțiile lor fundamentale la chimia enzimelor.

Membru al Academiei Naționale de Științe din SUA (1960) [1] și al Academiei Americane de Științe și Arte .

Tineretul și educația

Stanford Moore s-a născut în Chicago , Illinois , când tatăl său, John Howard Moore, era student la drept la Universitatea din Chicago (JD 1917). Mama (născută Ruth Fowler) a absolvit Universitatea Stanford . Părinții lui s-au întâlnit la Stanford și s-au căsătorit în 1907. Ei spun că în amintirea locului de întâlnire părinții i-au dat fiului lor un astfel de nume.

Stanford a început să studieze la vârsta de 4 ani, la o școală secundară din orașul Winnetka , Illinois . Familia s-a mutat curând în Nashville, Tennessee , unde tatălui său i s-a oferit un post de profesor la Facultatea de Drept de la Universitatea Vanderbilt, unde a lucrat până la pensionare în 1949. John Howard Moore a murit în 1966, la vârsta de 85 de ani.

În Nashville, Moore a devenit student la Peabody School de la George Peabody Teachers College. A fost un elev excelent în toți cei 7 ani de școală. Încă de la începutul studiilor, Stanford a fost interesat de engleză și știință, dar mai târziu a avut norocul să cunoască un profesor, R. O. Beauchamp, care i-a trezit interesul pentru chimie. Intrat la Universitatea Vanderbilt în 1931 , Stanford Moore a oscilat între ingineria aeronautică și chimie. Dar o mare influență asupra viitorului lui Moore a fost Arthur William Ingersoll, care și-a dezvoltat interesul pentru chimia organică și structura moleculară a substanțelor. Drept urmare, Stanford a ales chimia ca specializare, a absolvit summa cum laude de la Universitatea Vanderbilt în 1935 cu o diplomă de licență în arte și a primit medalia de fondator ca cel mai remarcabil student.

În toamna anului 1935, Moore a primit o bursă Wisconsin Alumni Research Foundation, care ia permis să-și continue studiile la Universitatea din Wisconsin. Stanford a efectuat cercetări sub conducerea profesorului Carl Paul Link, care lucrase recent în Europa cu Fritz Pregl la metode microanalitice pentru determinarea structurii atomice a compușilor organici.

În 1938, Moore și-a primit doctoratul pentru o disertație care caracteriza carbohidrații și derivații de benzimidazol . În acesta, s-a arătat că produsele acestei reacții, mai mulți benzimidazoli, pot fi izolate cu ușurință ca substanțe cristaline stabile, ceea ce va permite identificarea diferitelor monozaharide .

Cariera timpurie, ani de război

Odată cu finalizarea tezei de doctorat a lui Stanford Moore în 1939, a devenit clar că viitorul lui va fi în biochimie . Moore s-a alăturat grupului științific al lui Bergmann, unde a fost implicat în munca la una dintre principalele sarcini ale laboratorului - chimia structurală a proteinelor . Un interes deosebit a fost dezvoltarea metodelor de evaluare gravimetrică a compoziției de aminoacizi a proteinelor folosind precipitanți selectivi. Această abordare a primit un nou impuls cu doi ani mai devreme, când William Stein a început să lucreze în laborator și a arătat că acizii sulfonici aromatici au proprietăți adecvate acestui scop.

Stein și Moore și-au concentrat eforturile inițiale pe doi reactivi de acid sulfonic - acid 5-nitronaftalen-2-sulfonic pentru glicină și acid 2-bromotoluen-5-sulfonic pentru leucină  - și au arătat că se pot obține rezultate bune cu produșii de hidroliză a ovalbuminei și fibroină. mătăsuri. [2] Lucrările erau în plină desfășurare, dar când țara era în război la sfârșitul anului 1941, studiul a fost oprit.

Odată cu izbucnirea războiului , un studiu special a fost efectuat în laboratorul lui Bergmann pentru Biroul de Cercetare Științifică și Dezvoltare (UNIR). Misiunea lor a fost de a studia efectele fiziologice ale gazului de război (gaz muștar , muștar azot ) la nivel molecular, cu speranța de a dezvolta medicamente care ar putea fi folosite pentru a depăși efectele acestor compuși asupra corpului uman. Motivul muncii a fost că măsurile de protecție eficiente pentru a preveni efectele acestor compuși toxici, precum și capacitatea de a riposta din partea Statelor Unite și a aliaților săi, ar descuraja utilizarea agenților de război chimic.

În timp ce Stein lucra cu Bergmann, iar colegii săi făceau cercetări la New York, Moore s-a înrolat în 1942 într-un loc de muncă administrativ în Comitetul de Cercetare pentru Apărare Națională al Biroului de Cercetare și Dezvoltare Științifică (UNIR), dirijând activitatea universităților și a industriei privind studiul efectelor biologice ale agenților de război chimic. Baza lui era la Washington, dar a călătorit liber la Dumbarton Oaks , unde își avea biroul Comitetului Național de Cercetare pentru Apărare. Mai târziu (în 1944), Moore a fost numit în personalul Departamentului de Coordonare a Noii Dezvoltări al Serviciului Chimic, care a fost condus de William A. Noyes, Jr. Rezultatele muncii serviciului au fost publicate într-o carte care a fost publicată după război, la aceasta a contribuit și Stan, scriind un articol (coautor cu V. R. Kerner) [3] despre mecanismele psihologice ale expunerii la substanțe chimice. Când războiul s-a terminat, Moore a servit în Insulele Hawaii în Filiala de Cercetare și Dezvoltare Operațională a Forțelor Armate.

Cercetarea aminoacizilor

După sfârșitul războiului, Herbert Gasser , directorul Institutului Rockefeller , le-a oferit lui William Stein și Stan Moore un post în fostul departament al lui Bergmann, permițându-le să continue analiza aminoacizilor pe care o începuseră înainte de război. Oamenii de știință și-au reluat colaborarea în 1945, începând cu studiul cromatografiei de partiție ca metodă de determinare a secvenței de aminoacizi din proteine.

Folosind cromatografia pe coloană

Moore și Stein au ales cromatografia pe coloană ca „punct de plecare” și au avut nevoie de un micro-test adecvat pentru aminoacizii din solventul coloanei. În acest scop, William și Stan au studiat reacția ninhidrinei [4]  , un reactiv de culoare cunoscut încă de la descoperirea sa în 1911 și care interacționează cu toți aminoacizii. Ei au descoperit că un precipitat reductibil al produsului poate fi obținut atunci când reacția a fost efectuată în prezența unui agent reducător, inițial clorură stanoasă.

Pentru a urmări modificările separării produse în coloana de amidon , solventul a fost conținut în fracțiuni mici de același volum; au fost tratate cu ninhidrina în condiții reducătoare, iar substanțele colorate rezultate au fost măsurate prin spectrofotometrie . Concentrațiile de substanțe colorate din fiecare fracție au fost indicate față de numărul de fracțiuni pentru a obține așa-numitele curbe de concentrat filtrat. Spațiul de sub fiecare vârf al unor astfel de curbe a arătat numărul de aminoacizi din probă.

Faction Collector

Inițial, fracțiile au fost colectate manual, dar destul de repede a fost dezvoltat și construit un instrument în care fiecare picătură de filtrat din coloană a schimbat unghiul de refracție al fasciculului de lumină care iluminează fotocelula, afectând astfel înregistratorul. Picăturile au fost colectate în tuburi spectrofotometrice. Când au fost colectate un anumit număr de picături, placa turnantă a înlocuit automat un tub nou. Deși acest instrument nu a fost primul colector de fracții, a devenit prototipul pentru instrumente comerciale care au apărut curând în laboratoarele din întreaga lume. Datorită acestor modificări, a devenit posibilă îmbunătățirea proceselor cromatografice în sine. Colectorul original de fracțiuni pe care l-au proiectat este încă în stare excelentă de funcționare în Muzeul Caspary Hall până în prezent.

Metodele descrise în 1949 au necesitat trei abordări pentru a determina toți aminoacizii dintr-un hidrolizat de proteine. Wilman și Stan au descris aplicarea metodei pentru a determina compoziția beta-lactoglobulinei și a albuminei serice. [5] Experimentul cu trei runde a necesitat mai puțin de 5 mg de proteină, ceea ce, cu o eroare standard de mai puțin de 5 procente, a fost o realizare semnificativă pentru vremea respectivă. Dându-și seama de rolul imens pe care l-ar putea juca această metodologie în biochimie, Wilman și Stan au petrecut mult timp descriind în detaliu toți pașii necesari pentru aplicarea cu succes a metodelor pe care le-au dezvoltat în alte laboratoare.

Deși coloanele de amidon au devenit o adevărată senzație în chimia proteinelor, ele au unele limitări. În primul rând, acesta este debitul lent al substanței în coloane (au fost necesare două săptămâni pentru o analiză completă a hidrolizatului proteic). Mai mult, a trebuit să fie pregătită o nouă coloană pentru fiecare abordare a testului, iar procesul de digestie a fost foarte dependent de prezența sărurilor în probă.

Folosind cromatografia cu schimb de ioni

Datorită deficiențelor existente ale metodelor de cromatografie pe coloană, Wilman și Stan au decis să apeleze la cromatografia cu schimb de ioni [6] , care a folosit rășină de polistiren , ca alternativă. Oamenii de știință au reușit rapid să separe în mod eficient toți aminoacizii din hidrolizatul proteic într-o singură cursă prin eluare cu tampon citrat și acetat de sodiu la creșterea pH -ului și a concentrațiilor la diferite temperaturi, dar a fost necesară și standardizarea aspectului coloanelor. În cele din urmă, toate dificultățile au fost depășite și au apărut rășini reproductibile. Dezvoltarea cu succes a metodologiei de schimb de ioni nu numai că a făcut posibilă reducerea semnificativă a timpului alocat analizei, ci și efectuarea unei analize fiabile a aminoacizilor conținuti în fluidele fiziologice: urină [7] , plasmă și extracte de țesut fără proteine. . Metodele aplicate au dat rezultate semnificative în descoperirea și evaluarea de noi componente ale acestor lichide.

Simultan, a fost dezvoltat potențialul cromatografiei cu schimb de ioni pentru a separa peptide și proteine . S-a descoperit curând că anumite proteine ​​stabile - ribonucleaza pancreatică bovină și chimotripsinogenul, precum și lizozima albușului de ou de găină - au fost cromatografiate eficient pe IRC-50, o rășină pe bază de acizi polimetacrilici . Eluția acestor proteine ​​din schimbător a avut loc cu o modificare a pH-ului și a puterii ionice, în deplină concordanță cu ipotezele făcute. Ulterior, histona a fost fracționată cu succes din timusul vițelului.

Analiza structurală a proteinelor

Pentru analiză, Moore și Stein au ales o enzimă mică, ribonucleaza [8] , pe care au studiat-o anterior, discutând dacă cunoașterea structurii acesteia ar permite înțelegerea activității sale enzimatice. Această lucrare a fost realizată în paralel cu Christian Anfinsen și colegii săi, dar abordările celor două laboratoare au fost diferite și au acționat în domeniul științific mai mult ca aliați decât ca rivali.

Cercetările asupra structurii ribonucleazei au început cu o probă de proteină oxidată care a fost hidrolizată selectiv cu enzima de scindare a proteinelor tripsina . Compusul peptidic rezultat a fost separat prin cromatografie pe coloană cu schimb de ioni în aproape același mod în care aminoacizii au fost dizolvați anterior. Structura acestor peptide a arătat că întreaga secvență de aminoacizi a ribonucleazei (124 de resturi de aminoacizi) a fost stabilită. Pentru a determina natura acestor peptide, enzima oxidată a fost apoi hidrolizată cu chimotripsină - o enzimă proteolitică într-o formă diferită de tripsina - pentru a produce o a doua pereche de peptide, care au fost de asemenea rezolvate folosind polistiren sulfonat . Datorită calităților selective binecunoscute ale tripsinei și chimotripsinei, studiate pe scară largă cu ani mai devreme de Bergman și colegii săi, a fost stabilită ordinea de aranjare a peptidelor tripsinei în lanțul polipeptidic. Confirmarea a fost obținută dintr-un alt lot de peptide izolate din hidrolizat de pepsi.

Analiza automată a aminoacizilor

Pe măsură ce lucrarea a progresat, a devenit evident că dezvoltarea cercetării a fost împiedicată de nivelul limitat la care au fost analizați aminoacizii. Cu metodele utilizate atunci, experimentul singur a necesitat aproape trei zile și câteva sute de citiri spectrofotometrice. Așadar, în 1956, au început lucrările la crearea unei analize automate a aminoacizilor. A început abia după o îmbunătățire cuprinzătoare a instrumentelor utilizate, astfel încât metoda în sine a fost publicată în 1958. Cu rășinile disponibile atunci, timpul de analiză a fost redus la 24 de ore, iar sensibilitatea acceptabilă a ajuns la 0,5 micromoli. Evoluțiile ulterioare au redus timpul de analiză cu o oră în medie și au crescut sensibilitatea cu două ordine de mărime. Importanța cunoașterii chimiei proteinelor descoperite de Moore și Stein nu poate fi supraestimată.

Analizorul automat de aminoacizi original [9] , descris în 1958, este încă în stare de funcționare, se află încă în același laborator de la Universitatea Rockefeller în care a fost asamblat.

Structura covalentă completă a ribonucleazei a fost publicată în 1963, primul astfel de studiu al enzimei. S-a decis apoi să se investigheze inhibarea activității ribonucleazei de către iodoacetat. Într-o serie de studii în care modificarea răspunsului la diferite valori ale pH-ului a fost însoțită de analiza aminoacizilor, s-a dovedit că inhibarea activității la pH 5 este rezultatul carboximetilării fie asupra azotului-1 al histidinei-119. sau pe azotul-3 al histidinei-12, dar nu pe ambele părți ale aceleiași molecule de ribonuclează. S-a constatat inhibarea activității la pH mai scăzut datorită reacțiilor cu metionina ; la pH mai mare – prin reacţie cu lizina-41. În acest caz, s-ar putea presupune că histidina-12 și -119 se apropie reciproc pe partea activă a ribonucleazei. Această ipoteză, care s-a dovedit a fi cheia pentru studiile ulterioare ale ribonucleazei, a fost confirmată în continuare în alte laboratoare folosind analiza cu raze X. Prin aceasta, a devenit posibil să se interpreteze studii cinetice și să lucreze la rezonanța magnetică nucleară , ducând la o explicație detaliată a mecanismului de acțiune al enzimei.

Lucrarea asupra ribonucleazei a primit recunoaștere universală sub forma premiului în 1972 a Premiului Nobel pentru Chimie lui Moore, Stein și Anfinsen. După aceea, laboratorul Moore-Stein s-a extins și alte lucrări de cercetare au început să fie efectuate în el: determinarea secvenței de aminoacizi a dezoxiribonucleazei pancreatice, studierea reacției ionilor de cianat atunci când interacționează cu proteinele; studii structurale folosind pepsină; mecanismul de acțiune și structura proteinazei streptococice; studii ale secvenței și părții active a ribonucleazei T1; izolarea nucleotidei 2',3'-ciclice, a 3-fosfohidrolazei şi a inhibitorului acesteia; studii privind inhibitorii ribonucleazei și multe studii asupra modificărilor ribonucleazei pancreatice.

Colaborarea dintre Moore și Stein a continuat la Universitatea Rockefeller chiar și după ce Willman Stein a suferit o paralizie zdrobitoare în 1969. Cu excepția anilor de război (1942-1945), Moore a lipsit de la Institutul Rockefeller doar un an - 1950. A petrecut șase luni la Bruxelles , în Belgia , deschizând un laborator dedicat analizei aminoacizilor, iar al doilea șase. luni în Anglia , la Cambridge , împărțind un laborator cu Frederick Sanger și lucrând la studiul secvenței de aminoacizi a insulinei . Stan a considerat că acest an petrecut în Europa a fost important pentru dezvoltarea sa ca om de știință și pentru munca sa viitoare în domeniul științific internațional.

Viața personală și activități sociale

Moore a slujit în comunitatea biochimiștilor atât ca editor, cât și ca ofițer al Societății Americane de Biochimiști și ca președinte al Comitetului de organizare al Congresului Internațional de Biochimie, desfășurat la New York în 1964. Congresul a fost un eveniment remarcabil datorită organizării de prezentări științifice și ospitalității lui Moore. În timpul Congresului, Stan a invitat zilnic la micul dejun și la prânz 8-10 invitați, astfel încât oamenii de știință să se poată întâlni cu colegii într-o atmosferă relaxată. El a continuat această practică în următorii 15 ani la convențiile internaționale și la întâlnirile anuale ale Societății Americane de Biochimiști. Numai sănătatea lui precară a întrerupt această tradiție.

Stanford Moore și-a dedicat întreaga viață exclusiv științei. Nu s-a căsătorit niciodată, a evitat tot ceea ce nu-i privea pe știință și pe oameni de știință.

Sfârșitul vieții, moștenire

În ultimii doi ani de viață, pe măsură ce sănătatea sa s-a deteriorat, Moore a trăit cu conștientizarea bolii sale, scleroza laterală amiotrofică . S-a stins din viață în apartamentul său pe 23 august 1982, nu departe de iubitul său laborator de la Universitatea Rockefeller, unde a petrecut atâția ani de succes și rodnici. Trebuie remarcat faptul că nicio metodă sau instrument dezvoltat de Moore și Stein nu a fost brevetat . Nu le păsa de câștigul personal. Mai mult decât atât, Stan Moore era puțin interesat de propriile posesiuni, micul său birou și apartamentul de burlac erau mobilate cu facilități minime.

Atașamentul lui Stan față de Universitatea Rockefeller și dedicarea sa față de biochimie s-a reflectat în testamentul său, în care declara că proprietatea sa „trebuie folosită ca donație pentru salariile și cheltuielile științifice ale cercetătorilor în biochimie”. Așa cum a scris Stan într-o scrisoare către președintele universității, Joshua Lederberg, care a fost livrată după moartea sa, „Vreau (în ciuda mijloacelor mele modeste) să ajut tinerii studenți așa cum m-au ajutat ei”.

Clasamente

Premii

(împărtășit cu William Stein)

Note

  1. ^ Moore, Stanford pe site-ul Academiei Naționale de Științe din SUA  
  2. ↑ Moore S, Stein.WH, Bergmann M. The isolation of I-serine from silk fibroin  // J.Biol.Chem.. - 1941. - Vol. 139. - P. 481-482.
  3. ↑ Moore S, Kirner WR Mecanismul fiziologic de acțiune al agenților de război chimic // Chemistry (Science in World War II). - 1948. - P. 288-360.
  4. ↑ Moore S, Stein.WH Metoda fotometrică a ninhidrinei pentru utilizare în cromatografia aminoacizilor  // J.Biol.Chem.. - 1948. - Voi. 176. - P. 367-388.
  5. ↑ Moore S, Stein.WH Compoziția aminoacizilor β-lactoglobulinei și albuminei serice bovine  // J.Biol.Chem.. - 1949. - Voi. 178. - P. 79-91.
  6. ↑ Moore S., Hirs CHW, Stein W. H. Izolarea aminoacizilor prin cromatografie pe coloane schimbătoare de ioni; utilizarea tamponelor volatile  // J. Biol. Chem .. - 1952. - Voi. 195. - P. 669-683.
  7. ↑ Moore S., Tallan HH, Stein WH 3-Methylhistidine, un nou aminoacizi din urina umană  // J.Biol.Chem.. - 1954. - Voi. 206. - P. 825-834.
  8. ↑ Moore S., Hirs CHW, Stein WH Compoziția de aminoacizi a ribonucleazei  // J.Biol.Chem.. - 1954. - Voi. 211. - P. 941-950.
  9. ↑ Moore S., Spackman DH, Stein WH Aparat de înregistrare automată pentru utilizare în cromatografia aminoacizilor  // Anal.Chem.. - 1958. - Voi. 30. - P. 1190-1206.  (link indisponibil)

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Site-uri tematice
Dicționare și enciclopedii