Smith, Emil (tieteilijä)

Emil L. Smith ( eng.  Emil Smith ; 5. heinäkuuta 1911 , New York  - 31. toukokuuta 2009 , Los Angeles , Kalifornia ) oli yhdysvaltalainen biokemisti, joka antoi merkittävän panoksen proteiinikemiaan, puhdistusmenetelmien kehittämiseen ja proteiinien karakterisointiin. entsyymien rakenne ja sekvensointi . Hän toi ensimmäisenä esiin klorofyllin proteiinipitoisuuden vihreissä kasveissa ja metalli-ionien vaatimukset peptidaasien katalyyttisen aktiivisuuden kannalta .

Varhaiset vuodet

Emil Smith syntyi 5. heinäkuuta 1911 New Yorkissa maahanmuuttajaperheeseen. Isäni oli kotoisin Ukrainasta ja työskenteli aluksi räätälinä Saks Fifth Avenuella . Myöhemmin hän onnistui avaamaan pienen liikkeen ja tarjoamaan näin perheelleen ihmisarvoisen elämän. Emilin äiti syntyi Valko -Venäjällä ja oli kotiäiti. Smithillä oli kaksi lasta: Emil ja Bernard, joka syntyi vuonna 1907. Vanhemmilla ei ollut koulutusta, mutta he rohkaisivat kaikin mahdollisin tavoin lasten kiinnostusta tieteeseen ja taiteeseen. Tämän ansiosta Bernardista tuli arvostettu kirjatoimittaja, tuottaja ja kirjailija ja Emilistä tiedemies ja kouluttaja.

Emilin lahjakkuus paljastui varhain. Yhdeksänvuotiaana naapurin, joka oli radioinsinööri, vaikutuksen alaisena Smith alkoi koota pieniä radioita, jotka hän ja ystävä myivät sukulaisille ja tuttaville. Valmistuttuaan ulkopuolisena opiskelijana New York Public Schoolista hän tuli 16-vuotiaana Columbia University School of General Studiesiin .

Columbian yliopistoon tullessaan Emil joutui kahden lahjakkaan opettajan vaikutuksen alaisena: James Howard McGregorin, joka opetti evoluution ja genetiikan jatkokurssia, ja John Morris Nelsonin, joka luennoi orgaanisesta kemiasta ja oli aktiivisesti kiinnostunut entsyymeistä. Nämä kaksi professoria herättivät Emilissä kiinnostuksen proteiinien tutkimiseen - alueeseen, jossa biologian ja orgaanisen kemian säikeet kietoutuvat tiiviisti.

Saatuaan kandidaatin tutkinnon vuonna 1931 Emil jatkoi opintojaan Columbian yliopiston eläintieteen laitoksella . Maa oli keskellä suurta lamaa , joten Emil joutui elättääkseen itsensä opettamaan 12 tuntia viikossa, tehden samalla tutkimusta.

Ensimmäisenä tutkijakouluvuotena Smith suoritti aistifysiologian kurssin Selig Hechtiltä, ​​joka oli edelläkävijä yleisen fysiologian ja näön fysiologian tutkimuksessa [4] . Emil valitsi Hechtin mentorikseen. Heidän yhteinen työnsä on johtanut useisiin julkaisuihin [5] .

Väitöstyössään Emil tutki fotosynteesin riippuvuutta valon intensiteetistä ja hiilidioksidipitoisuudesta [6] [7] . Tulokset saivat hänet päättelemään, että fotosynteesi vihreissä kasveissa oli monimutkainen mekanismi, joka sisälsi useamman kuin yhden fotokemiallisen reaktion, mikä oli ristiriidassa Otto Warburgin hyväksytyn työn kanssa .

Smith totesi, että hänen matemaattista formulaatiotaan fotosynteesin rajoittavasta nopeudesta voidaan käyttää kriteerinä minkä tahansa fotosynteesiprosessin teoreettisen kuvauksen perustelemiseksi [6] . Tämä muotoilu on todellakin kestänyt ajan kokeen erittäin hyvin. Vuodelle 2009 se pysyi parhaana empiirisenä formulaationa mallifotosynteesi-säteilykäyrälle , mikä vahvistettiin vertaamalla kokeelliseen tuottavuutta koskeviin tietoihin [8] .

Tieteellisen uran alku

Väitösmiehensä jälkeen Emil kiinnostui vakavasti proteiinien kemiasta. Kolumbiassa oleskelunsa aikana hän suoritti tutkimuksen vihreiden lehtien klorofyllistä selvittääkseen sen rakennetta. Tämä työ oli looginen seuraus hänen fotosynteesiä käsittelevästä väitöskirjastaan ​​ja edellytys myöhemmälle proteiinityölle.

Hechtin laboratorio käytti tekniikkaa luonnollisen rodopsiinin liuottamiseksi uuttamalla verkkokalvoa vesiliuoksella, joka sisälsi detergenttidigitoniinia . Kun Emil sovelsi tätä menetelmää murskattuihin lehtiin, klorofylli liukeni ja liuoksen spektri oli hyvin samanlainen kuin ehjien lehtien spektri, mutta siirtyi pitkän aallonpituuden alueelle verrattuna klorofyllin seosten a ja b liuoksiin orgaanisessa liuoksessa. liuotin. Uutteen tutkiminen ultrasentrifugissa osoitti, että klorofylli saostui hiukkasilla, joiden molekyylipaino on suurempi kuin 70 000. Tämä johti siihen johtopäätökseen, että "... klassiset klorofyllien ja karotenoidien tutkimukset yhdistettiin äärimmäisen monimutkaisten spesifisten katalyyttien proteettisiin ryhmiin, jotka ovat mahdollisesti analogisia hemoglobiinin kanssa ..." [9] . Tämä perustavanlaatuinen panos jätettiin huomiotta lähes viidenkymmenen vuoden ajan [10] .

Hechtin suosituksesta Emil haki ja sai Guggenheim-apurahaa matkustaakseen Cambridgeen , jonne hän saapui syyskuussa 1938.

Cambridgen yliopisto oli 1930-luvun lopulla yksi johtavista proteiinien rakenteen ja ominaisuuksien tutkimisesta, ja David Keilinin laboratorio Molten- instituutissa on erityisen houkutteleva tässä suhteessa. Haastattelussa Caylinille Smith ilmaisi kiinnostuksensa liuottaa sytokromioksidaasia liuoksilla, jotka sisältävät sappisuoloja, mikä on lähestymistapa, jonka on todettu onnistuneen rodopsiinin valmistuksessa. Mutta Kaylin suositteli klorofylli-proteiinikompleksin tutkimuksen jatkamista. Tämä työ keskeytettiin äkillisesti syyskuussa 1939 toisen maailmansodan puhkeamisen vuoksi , jolloin Smith joutui palaamaan New Yorkiin.

Hecht vei Emilin takaisin laboratorioonsa Kolumbiaan. Siellä Emilillä oli käytössään spektrofotometri ja muut laitteet, joita tarvittiin klorofylli-proteiinikompleksia koskevien tutkimusten loppuun saattamiseen ja tulosten yksityiskohtaiseen kuvaamiseen.

Tutkiessaan tätä kompleksia hän teki yhteistyötä Edward Pickelsin kanssa , joka Jesse Beamsin kanssa kehitti nopean analyyttisen ultrasentrifugin kehittyneitä pneumaattisia malleja . He arvioivat sedimentaatiovakiosta klorofylli-proteiinikompleksin molekyylipainon, joka oli noin 265 000 [11] . Nämä tutkimukset osoittivat, että fotosynteesilaitteiston proteiinit voitiin liuottaa sopiviin pesuaineisiin, että klorofylli ja karotenoidit pysyivät proteiineihin sitoutuneina ja että klorofyllikompleksin spektroskooppiset ominaisuudet näkyvällä alueella olivat yhdenmukaisia ​​vihreiden lehtien in vivo mitattujen ominaisuuksien kanssa.

Jäljelle jääneen toisen vuoden Guggenheim-apurahansa Emil muutti New Haveniin vuonna 1940 työskentelemään Connecticut Agricultural Experiment Stationissa Hubert B. Vickeryn , aseman energisen ja lahjakkaan pääbiokemistin [12] kanssa . Täällä hän sai kokemusta proteiinien eristysmenetelmistä, typen ja rikin kvantitatiivisesta analyysistä sekä tiettyjen aminohappojen gravimetrisestä analyysistä.

Emil oli mukana tutkimuksessa hampunsiemenglobuliinista , jonka on osoitettu olevan proteiinin lähde eläinten ruokinnassa ja toimivana edestiinin korvikkeena . Vuoden 1937 marihuanalaki asetti kuitenkin rajoituksia sen levittämiselle ja keskeytti siten tutkimuksen etenemisen. Emil onnistui kuitenkin tunnistamaan helposti saatavilla olevan korvaajan, jolla oli hyvin samanlainen aminohappokoostumus, kurpitsansiemenglobuliini ( Cucurbita pepo ) [13] .

Guggenheim Fellowshipin määräaika päättyi syksyllä 1940, ja yliopistolla oli silloin vähän töitä. Emil jatkoi työtään proteiinikemian ja entsymologian parissa Bergmannin laboratoriossa luokkatoverinsa ja läheisen ystävänsä Columbian yliopistosta Joseph Fruton tuella , joka työskenteli Max Bergmannin kanssa Rockefeller-instituutissa useita vuosia. Emil Fischerin opiskelijoista viimeinen Max, jota pidettiin maailman merkittävimpänä proteiinikemian tutkijana, joka houkutteli poikkeuksellisen lahjakkaita tutkijoita työskentelemään laboratoriossa. Emilin aikalaisia ​​Bergmannin ryhmässä olivat William Stein , Stanford Moore , Joseph Fruton , Klaus Hoffman ja Paul Zameknik , joista tuli hänen elinikäisiä ystäviään. Hän vietti kaksi vuotta Rockefeller Institutessa asettaen suunnan tulevalle tutkimukselle.

Tutkiessaan vastaavien proteiinisubstraattien proteolyyttisen entsyymin ( proteaasin ) katalysoimien reaktioiden stereospesifisyyttä Bergmann tuli siihen tulokseen, että kiraalisen hiilen tunnistaminen entsyymin toimesta edellyttää, että vähintään 3 hiiliatomia ympäröivää ryhmää on vuorovaikutuksessa entsyymin kanssa [14 ] . Tätä teoriaa on kutsuttu "polyaffiniteettiteoriaksi". Todisteet siitä, että suoliston primaarinen erestiini hydrolysoi sekä L-leusyyliglysiiniä että D-leusyyliglysiiniä, asettaa kyseenalaiseksi polyaffiniteettiteorian. Bergmann pyysi Emilia suorittamaan erilliset denaturaatiot osoittaakseen, että suoliston erestiiniaktiivisuus johtui eri entsyymeistä. Emil päätti hyödyntää omaa proteiinipuhdistuskokemustaan ​​menetelmien ohella. kehitettiin Kaylinin laboratoriossa eristämään fraktioita, jotka olivat aktiivisia vain L- ja D- isomeerien suhteen. Näin saatiin todisteita siitä, että eri entsyymit aiheuttivat kahden peptidistereoisomeerin pilkkoutumisen. Emil pystyi myös osoittamaan, että puhdistetun L-leusiiniaminoeksopeptidaasin aktiivisuus riippuu mangaani- ja magnesium-ionien läsnäolosta [ 15] [16] .

Työpaikat Squibb & Sonsissa

Emil oli uppoutunut peptiditutkimukseen, kun toinen maailmansota tuli taas väliin. Muutaman päivän sisällä Japanin hyökkäyksestä Pearl Harboriin 7. joulukuuta 1941 Yhdysvallat julisti sodan Japanille , Saksalle ja Italialle . Osallistuakseen maanpuolustukseen Bergmann keskittyi tutkimuksessaan synteettisiin, analyyttisiin ja epäorgaanisiin ongelmiin, joihin liittyy kemiallisia myrkkyjä, erityisesti typpisinappia .

Emil ei ollut valmis uuteen suuntaan Bergmannin tutkimuksessa. Lääkeyhtiö ER Squibb & Sonsin pyyntö tarjosi Emilille kuitenkin mahdollisuuden antaa tärkeä panos maan puolustukseen. Squibb toimitti Yhdysvalloille verifraktioita. Laivasto ja merijalkaväki tarjoutuivat palkkaamaan hänet biofyysikoksi-biokemistiksi veren fraktiointiohjelmaan. Emil hyväksyi tarjouksen ja muutti kesäkuun lopussa 1942 New Jerseyyn , New Brunswickin kaupunkiin .

Liityttyään Squibbiin Emil joutui suuriin ongelmiin. Hänellä ei ollut aikaisempaa kokemusta teollisuudesta ja hän johti työvoimaa, joka oli huonosti valmistautunut erittäin puhtaiden biologisten tuotteiden tuotantoon. Ja tuotanto piti käynnistää lyhyessä ajassa. Näin hän kuvaili tilannetta haastattelussa [17] :

Edwin J. Cohnin (Harvardissa) laboratoriossa kehitetyt menetelmät suunniteltiin toimimaan 5-10 litran tilavuuksilla. Jouduimme työskentelemään tuhansien kanssa. Skaalaus ei ollut yksinkertaista aritmetiikkaa tai kertolaskua, vaan uusia menetelmiä oli kehitettävä. Lisäksi aloimme työskennellä korkeakoulututkinnon suorittaneiden henkilökunnan kanssa, eikä heillä ollut tarvittavaa työkokemusta. Heidän piti opetella käyttämään pH-mittaria ja valmistamaan puskuriliuoksia, opetella käsittelemään proteiineja ja työskentelemään matalissa lämpötiloissa... Opimme asentamaan joitain koneita, tarvittiin kolmen neljäsosan tuuman teräsputki, ja jos odottaisimme sen valmistumista Squibbissä, odotamme edelleen. Viranomaisilla oli liian kiire, eikä päteviä ihmisiä ollut tarpeeksi.

Kaikki nämä esteet voitettiin pian, ja ryhmä alkoi tuottaa suuressa mittakaavassa ampulleja, joissa oli steriilejä seerumialbumiiniliuoksia , ja sitten ajan myötä gammaglobuliinia , fibrinogeenia , protrombiinia jne. Emilillä oli onni työskennellä Tillman D. Galowin johdolla , joka oli erinomainen tiedemies ja opettaja, jolla oli yli 10 vuoden kokemus Squibbistä. Osasto työskenteli laajan valikoiman terapeuttisia lääkkeitä vastalääkkeistä insuliiniin . Emil ja Galow tekivät yhteistyötä karakterisoidakseen proteiineja, jotka ovat vastuussa hyperimmuunihevosplasman antitoksisesta vaikutuksesta [18] .

Vuosina 1942-1946 Emil onnistui Squibbissä työskennellessään suorittamaan myös huomattavan määrän perustutkimusta, joka sisältyi 8 julkaisuun Journal of Biological Chemistryssä vuosina 1946-1947. Emil jätti Squibbin vuonna 1946, mutta yhtiö piti hänet lakimiehenä seuraavat 20 vuotta.

Sodan päätyttyä hän pyrki palaamaan akateemiseen maailmaan jakamaan ajatuksensa läheisten ystävien kanssa.

Utahin yliopisto

Vuonna 1942 Utahin yliopistoon perustettiin nelivuotinen lääketieteellinen koulu . Maxwell M. Wintrobe, arvostettu hematologi, nimitettiin vuonna 1943 lääketieteellisen tiedekunnan dekaaniksi, jonka tehtävänä oli rekrytoida opiskelijoita ja kehittää tutkimusohjelma.

Kansanterveyspalvelulaki, joka hyväksyttiin 1. heinäkuuta 1944, valtuutti terveysministerin myöntämään avustuksia yliopistojen, sairaaloiden, laboratorioiden ja muiden julkisten tai yksityisten laitosten auttamiseksi. Wintrobe haki Yhdysvaltain kansalliselta terveysinstituutilta (NIH) apurahaa lihasdystrofian , perinnöllisten ja muiden aineenvaihduntahäiriöiden tutkimusohjelman tukemiseksi . Monet perheet Utahissa kärsivät perinnöllisestä lihasdystrofiasta , ja valtava määrä mormonien sukututkimustietoja oli arvokas voimavara ehdotetussa tutkimuksessa. Hakemus on hyväksytty.

Keväällä 1946 Louis Goodman kutsui Emilen harkitsemaan osallistumista uuteen projektiin. Winrob päätutkijana johti NIH-apurahaa Horace Davenportin ( fysiologia ), Leo Samuelsin ( biokemia ) ja Goodmanin kanssa. Emilille on tarjottu biokemian apulaisprofessorin ja lääketieteen vanhemman tutkijan paikkaa Utahin yliopistossa sillä ehdolla, että hän järjestää tutkimukselleen laboratorion, mutta hänen laitteistonsa ovat myös muiden yliopiston proteiinikemian tutkijoiden käytössä. Tavattuaan tämän ryhmän Emil hyväksyi tarjouksen käymättä ensin Utahissa [19] .

Emil, Esther ja heidän kaksivuotias poikansa saapuivat Salt Lake Cityyn heinäkuussa 1946. Saapuessaan Emil ryhtyi perustamaan laboratoriota ja pitämään luentoja lääketieteen opiskelijoille sekä proteiinikemian kurssin jatko-opiskelijoille. Emilin apulainen Squibbissä Douglas Brown liittyi hänen luokseen tammikuussa 1947 ja auttoi uuden laboratorion perustamisessa. Brown, joka oli Pickelin uuden ultrasentrifugin ja elektroforeesin Tiselius-laitteen käytön asiantuntija , osallistui merkittävästi tutkimukseen, ja hän on ollut mukana kirjoittamassa lukuisia artikkeleita vuosien varrella. Heidän yhteistyönsä ja ystävyytensä jatkui vuoteen 1979 asti, jolloin Emil jäi eläkkeelle.

Utahissa Emilin huomio kiinnitettiin jatkamaan proteolyyttisten entsyymien tutkimusta, jonka hän oli aloittanut työskennellessään Bergmannin kanssa, kiinnittäen erityistä huomiota stabiilisuuden ja aktiivisuuden edellyttämiin metalli-ioneihin. Vuosina 1947-1953 tehty työ johti useisiin julkaisuihin lukuisten eri organismien proteolyyttisten entsyymien kudosjakaumasta, puhdistuksesta, karakterisoinnista ja substraattispesifisyydestä.

Vuonna 1949 Emil ehdotti, että metalli-ioni on osa metalloproteiinien katalyyttistä keskusta ja että sillä on keskeinen rooli substraatin sitoutumisessa ja hydrolyysissä , jolloin muodostuu kelaattikompleksi entsyymin ja substraatin kanssa [20] . Tämä artikkeli kiinnitti huomiota entsymaattisen katalyysin rakenteellisiin ja mekaanisiin näkökohtiin ja herätti suurta kiinnostusta. Tuohon aikaan ei kuitenkaan tiedetty mitään kolmiulotteisista proteiinirakenteista ja entsymaattisen katalyysin vivahteista. Artikkelissaan Emil varoitti, että todellinen teoria ei ehkä ole oikea, ja tämä varoitus osoittautui asianmukaiseksi. Myöhemmin hän huomautti ytimekkäästi [21] :

...monet ideat osoittautuivat melko naiiveiksi ja ennustivat vääriä mekanismeja.

1950-luvun alussa Emil tajusi, että proteolyyttisten entsyymien aminohappojen sekvensointi oli tärkeä askel niiden katalyyttisen aktiivisuuden selvittämisessä molekyylitasolla. On tullut aika, jolloin se tuli mahdolliseksi. Vuonna 1948 Sanger sai päätökseen kahden 21 ja 30 yksikön insuliiniketjun aminohapposekvensoinnin.

Rockefeller Institutessa Moore ja Stein kehittivät herkkiä menetelmiä aminohappojen kvantitatiiviseen analysointiin ja menetelmiä proteiinien erottamiseksi ioninvaihtokromatografialla . He kehittivät myös automatisoituja fraktionkerääjiä ja aminohappoanalysaattorin, joita he käyttivät ribonukleaasin , yksijuosteisen proteiinin, jossa on 124 aminohappotähdettä ja neljä disulfidisidosta, aminohapposekvenssin määrittämiseen. Kuitenkin jopa niin suurilla metodologian edistyksillä ribonukleaasin primäärirakennetta ei voitu täysin määrittää ennen vuotta 1963.

Emilin huomio asettui papaiiniin , sulfhydryyliproteaasiin , jonka aminohapposekvenssin hän halusi määrittää. Aloittaen korkealaatuisesta kuivatusta papaijalateksista, hän kehitti tyylikkään menetelmän suurten kiteisen papaiinimäärien valmistamiseksi ja tutki puhtaan proteiinin substraattispesifisyyttä [22] . Papaiinin sedimentaatiokerroin ennusti molekyylipainoksi 20 500 ja polypeptidin pituudeksi 170 fragmenttia, joka oli 36 aminohappotähdettä pidempi kuin ribonukleaasiketju. Valitettavasti papaiinin aminohapposekvenssin määrittämisessä ilmeni vaikeuksia, minkä seurauksena työ valmistui vasta vuonna 1970.

Aineenvaihduntalaboratorion perustaminen, joka on varustettu nykyaikaisilla laitteilla proteiinien puhdistamiseen, karakterisointiin ja automaattiseen aminohappoanalyysiin sekä niiden erottamiseen, sekä kokemuksen lisääntyminen aminohapposekvenssien määrittämisestä mahdollisti mielenkiintoisen tutkimuksen. tuloksia. Vuonna 1959 laboratorioon saapui Emanuel Margoliash, joka Emilin tuella alkoi määrittää aminohapposekvenssiä hevosen sydämestä saadusta sytokromi c :stä, joka sisälsi 104 fragmenttia. Vuoden työskentelyn aikana hän sai lähes täysin päätökseen useimpien kymotrypsiinipeptidien sekvensoinnin.

Tällä hetkellä Emil sai tietää Hans Tupilta , että hän työskenteli Günther Kreilin kanssa Wienissä sytokromi c :n tryptisten peptidien parissa . Tämä johti tutkijoiden väliseen yhteistyöhön ja tulosten yhteiseen julkaisemiseen täysin määritellyllä aminohapposekvenssillä [23] . Koska sytokromi c on läsnä kaikkialla eukaryoottisoluissa , sen aminohapposekvenssien tunteminen useille biologisille lajeille mahdollistaisi vertailun fylogeneettisten puiden välillä , jotka liittyvät suoraan organismin linkkisekvenssiin ja ominaisuuksiin. Tätä tarkoitusta varten Emil ja Emanuel aloittivat muun tyyppisen sytokromi c:n sekvensoinnin.

Vuosina 1961-1970 Emilin ja Margoliashin ryhmät määrittelivät sytokromi c:n aminohapposekvenssejä ihmisille, apinoille, koirille, lampaille, valaille, haille, kalkkarokäärmeille, tiheille neurosporeille ( Neurospora crassa ), vehnänalkiolle jne. [ 24] saadut tiedot vastasivat itsenäisiin fylogeneettisiin puihin kuuluvia ja itsenäisesti kehittyviä lajeja vastaavien proteiinien aminohappokoostumusta. Ja Zuckerkandl ja Pauling vuonna 1965 suorittama hemoglobiiniyksiköiden sekvenssin määrittäminen mahdollisti molekyylikellon käsitteen käyttöönoton .

UCLA

Vuonna 1963 Emil jätti Utahista UCLA School of Medicine -koulun fysiologisen kemian osaston dekaaniksi Nämä olivat koulun olemassaolon ensimmäiset päivät. Ensimmäisen 28 lääketieteen opiskelijan luokat alkoivat vuonna 1951. Ja nykyisessä koulun ja yliopistollisen sairaalan rakennuksissa vuonna 1954 ja 1955. Pian Los Angelesiin saapumisen jälkeen Emil muutti laitoksen nimen biologisen kemian laitokseksi ja ryhtyi ponnistelemaan tehdäkseen siitä vahvan ja lupaavan oppilaitoksen houkuttelemalla lahjakkaita nuoria tutkijoita.

Vuoden 1965 alussa Emil perusti molekyylibiologian instituutin Kalifornian yliopistoon Los Angelesiin yhdessä Paul Boilerin kanssa.

Yliopistossa Emil jatkoi Utahissa aloitettuja tutkimusprojekteja. Hän omisti loppu uransa aminohapposekvenssien määrittämiseen huolellisesti valituista proteiineista. Aluksi painopiste oli sytokromi c:ssä, joka oli eristetty useista eukaryoottilajeista. Näiden tutkimusten tulokset yhdessä tarjoavat välähdyksen proteiinien kehitykseen.

Samanaikaisesti Emil käynnisti hankkeen aminohapposekvenssien määrittämiseksi BPN'- ja Carlsberg- subtilisiineissa , erittyneiden heinäbasillien ( Bacillus subtilis ) proteolyyttisten entsyymien, amylosacchariticuksen muunnelman , ja Bacillus licheniformis -bakteerissa . Nämä entsyymit, jotka ovat seriiniproteaaseja, muuttuvat inaktiivisiksi, kun ne reagoivat di-isopropyylifluorifosfaatin kanssa, samoin trypsiiniperheen proteaasit . Aminohapposekvenssitiedot sekä myöhemmin määritetyt kiderakenteet johtivat odottamattomiin tuloksiin. Vaikka näiden entsyymien katalyyttiset aktiivisuudet ja spesifisyydet olivat hyvin samankaltaisia, nämä kaksi erittäin homologista proteiinia erosivat toisistaan ​​82:ssa (30 %) 275:stä trypsiiniasemasta. Yllättäen havaittiin, että trypsiiniperheen subtilisiinien ja proteaasien aktiivisissa paikoissa oli aspartaatti-, histidiini- ja seriinifragmenttien "katalyyttisiä triadeja", yhteinen katalyysimekanismi sekä sitoutumiskohtien luonne ja sama järjestely. polypeptidisubstraatti. Se on edelleen silmiinpistävä esimerkki konvergenssista evoluutiosta molekyylitasolla.

Vuonna 1967 James Bonner kutsui Smithin tekemään yhteistyötä histoni IV: n aminohappotähteiden sekvensoimiseksi kateenkorvasta ja herneen taimien silmuista. Aiemmin Douglas Fambro osoitti laboratoriossaan, että nämä polyakryyliamidigeelielektroforeesilla saadut histonit III-IV ovat aminohappokoostumukseltaan hyvin samanlaisia ​​ja niillä on identtiset N-terminaaliset ryhmät [25] . Emile hyväksyi tarjouksen, ja Bob Delange , lahjakas proteiinikemiaan erikoistunut kaveri, ryhtyi työhön. Projektia työstettiin intensiivisesti, ja jo vuonna 1969 julkaistiin kahden histonin täydelliset aminohapposekvenssit. Tulokset olivat vaikuttavia. Sekvenssit olivat identtisiä 100 tähdettä 102:sta kahdella substituutiolla valiini/isoleusiini ja lysiini / arginiini . Nämä ovat samankaltaisimmat proteiiniketjut, jotka tunnetaan niin suuresti erilaisista organismeista. Erityisesti translaation jälkeisen modifikaation rakenteessa oli eroja ε-N-asetyllisiinin koossa ja jakautumisessa.

Vasikan kateenkorvan histoni III:lle havaittiin kuitenkin vielä monimutkaisempi translaation jälkeinen modifikaatiomalli. Lysiiniyksiköiden e-N-metyloinnin aikana e-N-monometyyli-, e-N-dimetyyli-, e-N-trimetyylilysiiniä havaittiin kussakin aktiivisessa kohdassa ja paljon harvemmin muissa asemissa [26] .

Sosiaalinen ja muu toiminta

Emil osoitti suuria ponnisteluja kansainvälisen tieteellisen yhteistyön edistämiseksi erityisesti Neuvostoliiton ja Kiinan kanssa. Vuonna 1973 hän johti Kiinan kansantasavallan kanssa tieteellisiä suhteita käsittelevän komitean yhteispuheenjohtajana neuvotteluvaltuuskuntaa Pekingissä ensimmäisestä Yhdysvaltojen ja Kiinan kansallisten tiedeakatemioiden välisestä vaihtosopimuksesta, joka päätyi pitkän ajanjakson loppuun. aikaa, jolloin kahden maan tiedemiehet eivät olleet yhteydessä toisiinsa. Näiden neuvottelujen aikana hän tapasi pääministeri Zhou Enlain .

Monografiat

Vuonna 1954 Smith julkaisi oppikirjan Principles of Biochemistry, jonka kirjoittaja oli Abraham White , Philip Handler ja Stefan de Witt . 22 vuoden aikana kirja on käynyt läpi 7 painosta.

Henkilökohtaiset ominaisuudet ja perhe

Puolivälissä koulua Emil aloitti saksofonin soittamisen ja kahden opettajan työskentelyn jälkeen hän siirtyi ammattimaisena jazzmuusikkona suurelta osin Moss-Hallett Agencyn ansiosta . Esityksistä saadut tulot auttoivat maksamaan korkeakoulukoulutuksen Kolumbiassa. Eddie Edwardsin Dixieland Bandin jäsenenä hän soitti New Yorkissa Webster Hallissa viimeisimmän esiintymisensä aikana 31. joulukuuta 1931 Seuraavana päivänä uudenvuodenjuhlissa Emil tapasi tulevan vaimonsa Esther Pressin.

Yhdessä puheessaan Emil ilmaisi kiitoksensa vaimolleen Estheriltä saamastaan ​​vuosikymmenien tuesta:

ilman hänen iloisuuttaan ja optimismiaan tämä kaikki ei olisi voinut tapahtua.

Hän oli erittäin ylpeä pojistaan ​​Donald ja Geoffreysta ja oli erityisen iloinen siitä, että molemmat olivat valinneet tieteellisen uran, toinen biokemian ja toinen lääketieteen [17] .

Muistiinpanot

1. ↑ Emil Smith John Simon Guggenheim Memorial Foundationin verkkosivuilla . Haettu 12. toukokuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 1. lokakuuta 2020. (määrätön)
2. ↑ Protein Society: Protein Society Awards . Haettu 12. toukokuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 8. toukokuuta 2017. (määrätön)
3. ↑ 1 2 3 https://www.gf.org/fellows/all-fellows/emil-l-smith/
4. ↑ Wald, G. Selig Hecht: 8. helmikuuta 1892 – 18. syyskuuta 1947 // Natl. Acad. Sci.. - 1991. - Voi. 60.—s. 81—99.
5. ↑ Hecht, S. ja E. L. Smith. Ajoittainen stimulaatio valolla. VI. Alue sekä kriittisen taajuuden ja intensiteetin välinen suhde  // J. Gen. Physiol.. - 1936. - Voi. 19. - P. 979-989.
6. ↑ 1 2 Smith, EL Fotosynteesi suhteessa valoon ja hiilidioksidiin // Natl. Acad. sci. USA. - 1936. - Voi. 22. - P. 504-511.
7. ↑ Smith, EL Valon ja hiilidioksidin vaikutus fotosynteesiin  // J. Gen. Physiol.. - 1937. - Voi. 20. - P. 807-830.
8. ↑ Grangeré, K., S. Lefebre, A. Menesguen ja F. Jouenne. Pellon primäärituotantotietojen käyttämisestä kasviplanktonin määräprosessien kalibroimiseen ekosysteemimalleissa // Estuarine, Coastal and Shelf Sci.. - 2009. - Voi. 81.—s. 169–178.
9. ↑ Smith, E.L. Pinaatista uutettujen klorofylliproteiiniyhdisteiden (fyllokloriinien) liuokset  //  Science. - 1938. - Voi. 88. - s. 170-171.
10. ↑ Govindjee. Emil L. Smithin klorofylli-proteiinikompleksin löytö vuosina 1937–1941 // Photosynthesis Res.. - 1988. - Voi. 16. - s. 285-289.
11. ↑ Smith, E. L. ja E. G. Pickels. Pesuaineiden vaikutus pinaatin klorofylli-proteiiniyhdisteeseen ultrasentrifugissa tutkittuna  // J. Gen. fysiol. - 1941. - Voi. 24. - P. 753-764.
12. ↑ Zelitch, I. Hubert Bradford Vickery: 28. helmikuuta 1893 – 27. syyskuuta 1978 // Biogr. Mem. Natl. Acad. sci. - 1985. - Voi. 55.—S. 473–504.
13. ↑ Vickery, HB, E.L. Smith ja L.S. Nolan. Korvike edestiinille  (englanniksi)  // Tiede. - 1940. - Voi. 92.—s. 317–318.
14. ↑ Bergmann, M. ja J.S. Fruton. Proteolyyttiset entsyymit: XII. Mitä tulee aminopeptidaasin ja karboksipeptidaasin spesifisyyteen. Uuden tyyppinen entsyymi suolistossa  // J. Biol. Chem. - 1937. - Voi. 117. - s. 189-202.
15. ↑ Smith, E. L. ja M. Bergmann. Mangaanin aiheuttama suoliston peptidaasien aktivointi  // J. Biol. Chem. - 1941. - Voi. 138.—s. 789–790.
16. ↑ Smith, E. L. ja M. Bergmann. Suolen limakalvon peptidaasit  // J. Biol. Chem. - 1944. - Voi. 153.—s. 627–651.
17. ↑ 1 2 Smith, EL Emil L. Smithin haastattelu, James J. Bohning Kalifornian yliopistossa, Los Angeles, Los Angeles, Kalifornia // (Philadelphia: Chemical Heritage Foundation, Oral History Transcript # 0096). — 19. kesäkuuta 1991 ja 17. maaliskuuta 1994.
18. ↑ Smith, E. L. ja T. D. Gerlough. Tetanuksen antitoksiseen aktiivisuuteen liittyvien proteiinien eristäminen ja ominaisuudet hevosen plasmassa  // J. Biol. Chem. - 1947. - Voi. 167.—s. 679–687.
19. ↑ Smith, E.L. Biokemistin evoluutio. Teoksessa Of Oxygen, Fuels, and Living Matter, Osa 2 // toim. G. Semenza. New York: John Wiley and Sons. - 1982. - s. 361-445.
20. ↑ Smith, E.L. Metallipeptidaasien vaikutustapa // Proc. Natl. Acad.Sci. USA - 1949. - Voi. 35. - s. 80–90.
21. ↑ Smith, E.L. Emil L. Smithin haastattelu (1988–1991). Everett L. Cooleyn suuhistoriaprojektissa // Accn 0814, Box 46, kansio #1. Erikoiskokoelmat ja arkistot. Utahin yliopisto, J. Willard Marriott Library. Salt Lake City, Utah. – 1991.
22. ↑ Kimmel, JR ja E.L. Smith. Kiteinen papaiini I. Valmistus, spesifisyys ja aktivointi  // J. Biol. Chem. - 1954. - Voi. 207.—s. 515–531.
23. ↑ Margoliash, E., E. L. Smith, G. Kreil ja H. Tuppy. Hevosen sydämen sytokromi c:n aminohapposekvenssi: Täydellinen aminohapposekvenssi  (englanniksi)  // Luonto. - 1961. - Voi. 192. - s. 1125-1127.
24. ↑ Margoliash, E. ja E. L. Smith. Sytokromi c:n rakenteelliset ja toiminnalliset näkökohdat suhteessa evoluutioon. Teoksessa Evolving Genes and Proteins, toim. V. Bryson ja HJ Vogel // New York: Academic Press, Inc. - 1965. - s. 221-242.
25. ↑ Fambrough, D.M. ja J. Bonner. Kasvien ja eläinten histonien samankaltaisuudesta // Biokemia. - 1966. - Voi. 5. - P. 2563-2570.
26. ↑ Kornberg, R.D. ja JO Thomas. Kromatiinin rakenne: histonien oligomeerit  (englanniksi)  // Tiede. - 1974. - Voi. 184. - s. 865-868.

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Iso venäläinen
Bibliografisissa luetteloissa BIBSYS : 90092696 CONOR : 178796899 EGAXA : vtls000873317 GND : 141200022 ISNI : 0000 0001 1454 8040 J9U : 987007293362205171 LCCN : n80079614 NDL : 00456918 NTA : 06763480X NUKAT : n96106029 LIBRIS : qn25bvh85fcpw6x SUDOC : 085823848 VIAF : 108535651 WorldCat VIAF : 108535651