Роберт Брус Мерыфілд

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсьці да навігацыі Перайсьці да пошуку
Роберт Брус Мерыфілд
англ.: Robert Bruce Merrifield
R. B. Merrifield.jpg
Дата нараджэння 15 ліпеня 1921(1921-07-15)[1][2][…]
Месца нараджэння
Дата смерці 14 мая 2006(2006-05-14)[1][3][4] (84 гады)
Месца смерці
Грамадзянства
Род дзейнасці біяхімік, хімік, выкладчык універсітэта
Навуковая сфера біяхімія
Месца працы
Альма-матар
Член у
Узнагароды
Commons-logo.svg Роберт Брус Мерыфілд на Вікісховішчы

Роберт Брус Мерыфілд (англ.: Robert Bruce Merrifield; 15 ліпеня 1921, Форт-Уэрт, Тэхас — 14 мая 2006, Крэскіл, Нью-Джэрсі) — амерыканскі біяхімік, лаўрэат Нобелеўскай прэміі па хіміі 1984 года за прапанаваную метадалогію хімічнага сінтэзу на цвёрдых матрыцах.

Дзяцінства і юнацтва[правіць | правіць зыходнік]

Брус нарадзіўся 15 ліпеня 1921 года ў Форт-Уэрце, штат Тэхас. Быў адзіным дзіцем у сям’і. Бацька, — Джордж Эван Мерыфілд (George E. Merrifield), быў дызайнерам па інтэр’еры і прадаваў фурнітуру, маці — Ларэн Лукас Мерыфілд (Lorene née Lucas).

У 1923 годзе, калі Брусу было два гады, яго сям’я пераехала ў Паўднёвую Каліфорнію. Быў час Вялікай Дэпрэсіі, і Мерыфілдам, для пошуку працы бацьку, даводзілася пераязджаць з месца на месца. З-за гэтага Брус часта мяняў школу.

Яго любімымі прадметамі былі фізіка, хімія і астраномія. Асабліва Брусу падабалася праводзіць хімічныя эксперыменты. Скончыўшы каліфарнійскую асноўную школу (9 класаў), Мерыфілд вучыўся ў старэйшых класах у школе Монтэбела (Montebello High School) у 1937—1939 гадах. Пасля двух гадоў у каледжы Пасадэны (Pasadena Junior College) ён перавёўся ў Каліфарнійскі ўніверсітэт у Лос-Анджэлесе (University of California at Los Angeles, UCLA). Атрымаўшы там у 1943 годзе ступень бакалаўра, Брус каля года працаваў у навукова-даследчым фондзе Філіпа Р. Парка, асістуючы ў эксперыментах з кармленнем жывёл сінтэтычнымі амінакіслотамі. Адным з гэтых эксперыментаў быў эксперымент Гейгера(Geiger), які ўпершыню паказаў неабходнасць сумеснай прысутнасці незаменных амінакіслот у корме для нармальнага развіцця жывёл.

Пачатак кар’еры[правіць | правіць зыходнік]

Праз год Брус паступіў у аспірантуру Каліфарнійскага універсітэта і ў 1944 годзе пачаў дысертацыйныя даследаванні пад кіраўніцтвам прафесара біяхіміі Макса Данна (M.S. Dunn). Апошні вывучаў амінакіслоты і прапанаваў Мерыфілду заняцца гэтай тэмай. Брус стаў працаваць з біяпалімерамі, якія аказваюць уплыў на рост бактэрый роду лактабацыл, якіх выкарыстоўвалі для колькаснага аналізу амінакіслот. У гэтай галіне Дан і Мерыфілд былі першапраходцамі. Брус вызначыў пралін, а таксама вывучыў пірымідынавыя асновы, якія змяшчаюцца у дражджах. За распрацоўку (сумесна са сваім кіраўніком Данам) біяхімічнага метаду колькаснага аналізу пірымідынаў ён атрымаў доктарскую ступень (Ph.D.) у 1949 годзе.

Адразу ж пасля выпуску, 19 чэрвеня 1949 года, ён ажаніўся на Элізабэт Фарлонг (Elizabeth Furlong) і на наступны дзень адбыў у Нью-Ёрк.

Там, пад кіраўніцтвам д-ра Вулі (D. W. Woolley) Брус стаў працаваць асістэнтам-біяхімікам ў Ракфелераўскім інстытуце медыцынскіх даследаванняў (пазней — Ракфелераўскі ўніверсітэт). Ён даследаваў новы бактэрыяльны фактар росту, стрэпагенін, які выявіў яго кіраўнік. Да гэтага часу Сэнгерам была вызначана першасная структура інсуліну, і Мерыфілду, дзякуючы высокай актыўнасці стрэпагеніна, удалося вывучыць два пептыда ад B-ланцуга інсуліну, пентапептыд і гептапептыд, якія змяшчаюць серын[7].

Метад цвердафазнага сінтэзу пептыдаў[правіць | правіць зыходнік]

Да сярэдзіны XX стагоддзя найбольш распаўсюджаным метадам сінтэзу пептыдаў быў метад Эміля Фішэра, які першым пачаў працы ў гэтай галіне. У гэтым метадзе да утворанага пептыднага ланцуга паслядоўна дадаюцца амінакіслоты. Цыклы, якія складаюцца з стадый абароны груп, актывацыі, далучэння да пептыднага ланцужку і выдалення ахоўнай групы, паўтараюцца да таго моманту, пакуль не атрымаецца пептыдны ланцужок патрэбнага складу. У працэсе сінтэзу ўтваралася вялікая колькасць пабочных прадуктаў, якія неабходна было выдаляць на кожным этапе. Як правіла, выхад мэтавага пептыда, сінтэзаванага па дадзеным метадзе, быў вельмі невялікім, а сам прадукт моцна забруджаны.

Некаторыя ўдасканалення ў гэтым працэсе былі распрацаваны ў 1930-х гадах. Адным з такіх удасканаленняў стала прымяненне універсальнай бензілоксіарбанільнай групы, якая дазволіла групе Вінсента дзю Віньё сінтэзаваць аксітацын і вазапрэсін.

Пасля сінтэзу пептыдаў на працягу некалькіх гадоў вядомымі на той перыяд часу метадамі, Брус стаў думаць аб стварэнні альтэрнатыўнага, больш шырокага варыянту сінтэзаў. У сваім лабараторным часопісе ў маі 1959 года ён пісаў:   Пасля шэрагу эксперыментаў у якасці носьбіта Брус вырашыў выкарыстоўваць палімер стыролу і дзівінілбензолу. Дадзены варыянт носьбіта быў прывабным як высокай растваральнасцю яго ў арганічных растваральніках, так і нізкай ступенню сшыўкі. Да пераваг гэтага носьбіта можна дадаць яшчэ тое, што яго лёгка мадыфікаваць, каб забяспечыць мацаванне першай амінакіслаты да палімера ў выглядзе складанага бензілавага эфіру.

Сярод нешматлікіх даступных да 1960 года ахоўных груп, бензілоксікарбанільная група для новага варыянту сінтэзу пептыдаў была не зусім прыдатнай, бо патрабавала сільнакіслае асяроддзе для адрыву ад прадукту, і тады Брус вырашыў выкарыстоўваць у сваіх эксперыментах дзіцыклагексілкарбадзіімід (DCCI), які стаў прымяняцца незадоўга да гэтага.

У 1963 годзе Мерыфілд публікуе класічны артыкул у часопісе Амерыканскага хімічнага таварыства, у якім ён апісвае метад, названы ім «цвердафазны сінтэз пептыдаў»[8]. Гэты артыкул стаў адной з самых цытуемых публікацый у часопісе.

Важным крокам наперад стала канструяванне ўстаноўкі, здольнай аўтаматызаваць сінтэз пептыдаў. Першы працоўны апарат быў выраблены Брусам і яго памочнікам Джонам Сцюартам пры садзейнічанні Н. Джэрнберга ў 1965 годзе.

Публікацыя працы Мерыфілда, якая апісвае атрыманне тэтрапептыда на новай ўстаноўцы, прадставіла цвердафазны сінтэз пептыдаў (SPPS) у якасці альтэрнатыўнага варыянту сінтэзу пептыдаў[9]. Хоць і знайшліся скептычна настроеныя навукоўцы, артыкул прыцягнуў вялікую ўвагу хімікаў па ўсім свеце. Неўзабаве пасля артыкула па тэтрапептыду рушыў услед шэраг публікацый, прысвечаных падрабязнаму апісанню новага метаду[10]. Група, у якой працаваў Брус, з дапамогай распрацаванага імі абсталявання таксама атрымала некалькі пептыдных гармонаў, уключаючы брадыкінін, аксітацын, ангіатэнзін і бялок інсулін[11]. З распаўсюджваннем метаду цвердафазнага сінтэзу пептыдаў на рынку сталі з’яўляцца камерцыйныя мадэлі аўтаматызаваных сінтэзатараў, шмат з якіх былі няякаснымі і моцна дыскрэдытавалі SPPS.

Праціўнікі новага метаду сінтэзу пептыдаў аргументавалі свае погляды тым, што атрыманыя пры дапамозе аўтаматызаванага сінтэзатара Пептыдная прадукты не былі чыстымі. Праблема чысціні прадуктаў стаяла перад Мерыфілдам на працягу ўсёй працы па сінтэзе пептыдаў. Яе рашэнне стала магчымым дзякуючы распрацоўцы метаду высокаэфектыўнай вадкаснай храматаграфіі.

Сінтэз рыбануклеазы[правіць | правіць зыходнік]

У 1969 годзе Мерыфілд сумесна з Берндам Гутэ паспяхова сінтэзавалі фермент рыбануклеазу[12]. Для правядзення гэтага сінтэзу Мерыфілду і Гутэ спатрэбілася ажыццявіць 369 хімічных рэакцый і 11931 асобных стадый, што патрабавала некалькі тыдняў бесперапыннай працы аўтаматызаванага сінтэзатара. Гэтая праца паслужыла эксперыментальным доказам гіпотэзы Анфінсена, які выказаў здагадку, што першасная структура бялку вызначае яго троесную структуру.

Сінтэз цэкрапіна і яго аналагаў[правіць | правіць зыходнік]

У 1982 годзе Брус Мерыфілд з калегамі ўпершыню сінтэзавалі пептыд цэкрапін, які валодае антыбактэрыйным дзеяннем. Даследаванні дадзенага рэчыва пасля ператварыліся ў асобную галіну з сістэматычнай класіфікацыяй гэтага класа злучэнняў[13]. Некаторыя прадстаўнікі з гэтага класа былі паспяхова сінтэзаваны і прааналізаваны на антыбактэрыйную актыўнасць у лабараторыі, дзе працаваў Брус[14]. У ходзе эксперыментаў навукоўцы выявілі, што атрыманыя імі D-цэкрапіны А здольныя ствараць такую ж электраправоднасць, як і ў іх энантыамераў у біліпіднам пласце, а таксама валодаюць падобнай антымікробнай актыўнасцю[15][16][17].

Акрамя гэтага, было ўстаноўлена, што цэкрапіны ў непалярных асяроддзях валодаюць высокай ступенню спіралізацыі. На падставе атрыманых вынікаў Брус Мерыфілд і супрацоўнікі яго лабараторыі зрабілі выснову аб тым, што гэтыя пептыды дзейнічаюць праз утварэнне іённых каналаў у клеткавых мембранах і не ўзаемадзейнічаюць з хіральнымі цэнтрамі падобна энзімам і рэцэптарам.

Метад Мерыфілда стымуляваў вялікі прагрэс біяхіміі, фармакалогіі і медыцыны, зрабіўшы магчымым сістэматычнае даследаванне залежнасці актыўнасці энзімаў, гармонаў і антыцелаў ад іх структуры. Развіццё і ўдасканаленне метаду было асноўнай тэмай даследаванняў у яго лабараторыі, якой ён кіраваў да апошніх дзён свайго жыцця.

Узнагароды[правіць | правіць зыходнік]

За свае працы Мерыфілд быў абраны членам Нацыянальнай акадэміі навук ЗША у 1972 годзе[18].

Ён быў узнагароджаны шэрагам прэмій за свае працы па сінтэтычнай хіміі пептыдаў, у ліку якіх:

  • Прэмія Ласкера (1969)
  • Міжнародная прэмія Гайрднера (1970)
  • Прэмія Амерыканскага хімічнага таварыства за ключавую працу ў галіне сінтэтычнай арганічнай хіміі (1972)
  • Медаль Мікольса (1973)
  • Прэмія Алана Пірса Амерыканскага пептыднага таварыства (1979)
  • Нобелеўская прэмія па хіміі (1984)
  • Прэмія стагоддзя (1986)
  • Прэмія Ральфа Ф. Хіршмана нямецкага пептыдная таварыства (1990).

Асабістае жыццё[правіць | правіць зыходнік]

Брус быў жанаты на Элізабет Фарлонг (1949 г. н.), з якой ён пазнаёміўся ва ўніверсітэце Лос-Анджэлеса. Атрымаўшы біялагічную адукацыю, яна працавала разам з мужам у Ракфелераўскім Універсітэце больш за 20 гадоў. У 1993 годзе ён апублікаваў аўтабіяграфію «Жыццё ў залаты век пептыднай хіміі». Пасля працяглай хваробы Р. Брус Мерыфілд памёр 14 мая 2006 года ва ўзросце 84 гадоў у сваім доме ў Крэскіл, Нью-Джэрсі. Ён пакінуў пасля сябе 6 дзяцей (Нэнсі, Джым, Бетсі, Кэці, Лоры і Салі) і 16 ўнукаў.

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]

  • Ragnarsson U. Bruce Merrifield (1921—2006) // National Academy of Sciences. — 2013.
  • Jones, John H (2007), R.B. Merrifield: European footnotes to his life and work, Journal of Peptide Science Т. 13 (6): 363-7, 2007 Jun, PMID:17516587, doi:10.1002/psc.857, <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17516587> 
  • Gierasch, Lila M (2006), Editorial: Passing of a gentle giant of peptide science: in memoriam, R. Bruce Merrifield, Biopolymers Т. 84 (5): 433-4, PMID:16850497, doi:10.1002/bip.20574, <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16850497> 
  • Lerner, Richard A (2006), Retrospective. R. Bruce Merrifield (1921—2006), Science Т. 313 (5783): 57, 2006 Jul 7, PMID:16825560, PMID 16825560, doi:10.1126/science.1130957, <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16825560> 
  • Sano, S (1985), [Work of Dr. Robert Merrifield, with special reference to the development of solid phase peptide synthesis], Tanpakushitsu Kakusan Koso Т. 30 (1): 51-3, 1985 Jan, PMID:3883428, <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3883428> 
  • Domagk, G F (1984), [The 1984 Nobel prize for chemistry. Synthetic hormones and enzymes with Merrifield’s peptide synthesizer], Dtsch. Med. Wochenschr. Т. 109 (49): 1901-2, 1984 Dec 7, PMID:6389076, <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6389076> 

Зноскі

  1. 1,0 1,1 Robert Bruce Merrifield // SNAC — 2010. Праверана 9 кастрычніка 2017.
  2. Robert Bruce Merrifield // Brockhaus Enzyklopädie / Hrsg.: Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus, Wissen Media Verlag Праверана 9 кастрычніка 2017.
  3. 3,0 3,1 Robert Bruce Merrifield // Gran Enciclopèdia CatalanaGrup Enciclopèdia Catalana, 1968.
  4. R. Bruce Merrifield // Munzinger Personen Праверана 9 кастрычніка 2017.
  5. (unspecified title) Праверана 4 ліпеня 2019.
  6. 6,0 6,1 (unspecified title) Праверана 4 сакавіка 2021.
  7. R. B. Merrifield, D.W. Woolley Isolation and determination of structure of a peptide with strepogenin activity(англ.)  // Archives of Biochemistry and Biophysics(англ.) бел. : journal. — 1955. — Т. 56. — № 1. — С. 265—266. — DOI:10.1016/0003-9861(67)90184-1
  8. R. B. Merrifield Solid Phase Peptide Synthesis. I. The Synthesis of a Tetrapeptide(англ.)  // Journal of the American Chemical Society(англ.) бел. : journal. — 1963. — Т. 85. — С. 2149. — DOI:10.1021/ja00897a025
  9. R. B. Merrifield Automated Synthesis of Peptides(англ.)  // Science. — 1965. — С. 178—185. — DOI:10.1126/science.150.3693.178
  10. Robert B. Merrifield, , John Morrow. Stewart, , Nils. Jernberg Instrument for automated synthesis of peptides(нявызн.)  // Analytical Chemistry. — 1966. — С. 1905—1914. — DOI:10.1021/ac50155a057
  11. B. Marglin, R. B. Merrifield The Synthesis of Bovine Insulin by the Solid Phase Method(англ.)  // Journal of the American Chemical Society(англ.) бел. : journal. — 1966. — С. 5051—5052. — DOI:10.1021/ja00973a068
  12. R.B. Merrifield, B. Gutte The Synthesis of Ribonuclease A(англ.)  // The Journal of Biological Chemistry : journal. — 1971. — Т. 246. — С. 1922—1941.
  13. Håkan Steiner, David Andreu, R.B. Merrifield Binding and action of cecropin and cecropin analogues: Antibacterial peptides from insects(англ.)  // Biochimica et Biophysica Acta(англ.) бел. : journal. — 1988. — Т. 939. — № 2. — С. 260—266. — DOI:10.1016/0005-2736(88)90069-7
  14. H.G. Boman, I. Faye, P. Hofsten, K. Kockum, J.-Y. Lee, K.G. Xanthopoulos, H. Bennich, Å. Engström, R.B. Merrifield, D. Andreu On the primary structures of lysozyme, cecropins and attacins from Hyalophora cecropia(англ.)  // Developmental & Comparative Immunology : journal. — 1985. — Т. 9. — № 3. — С. 551—558. — DOI:10.1016/0005-2736(88)90069-7
  15. H.G. Boman, D. Wade, I.A. Boman, B. Wåhlin, R.B. Merrifield Antibacterial and antimalarial properties of peptides that are cecropin-melittin hybrids(англ.)  // FEBS Letters(англ.) бел. : journal. — 1989. — Т. 259. — С. 103—106. — DOI:10.1016/0014-5793(89)81505-4
  16. David Andreu, Josep Ubach, Anita Boman, Birgitta Wåhlin, David Wade, R.B. Merrifield, Hans G. Boman Shortened cecropin A-melittin hybrids Significant size reduction retains potent antibiotic activity(англ.)  // FEBS Letters(англ.) бел. : journal. — 1992. — Т. 296. — № 2. — С. 190—194. — DOI:10.1016/0014-5793(92)80377-S
  17. Francesca M. Marassi, Stanley J. Opella, Padmaja Juvvadi, R.B.Merrifield Orientation of Cecropin A Helices in Phospholipid Bilayers Determined by Solid-State NMR Spectroscopy(англ.)  // Biophysical Journal(англ.) бел. : journal. — 1999. — Т. 77. — № 6. — С. 3152—3155. — DOI:10.1016/S0006-3495(99)77145-6
  18. Bruce Merrifield (англ.) 

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]