| María Moiseevna Botvinik | |
|---|---|
| Fecha de nacimiento | 23 de octubre ( 5 de noviembre ) de 1901 o 1901 [1] |
| Lugar de nacimiento | Minsk |
| Fecha de muerte | 17 de abril de 1970 o 1970 [1] |
| Un lugar de muerte | Moscú , URSS |
| País | |
| Esfera científica | Química , Biología |
| Lugar de trabajo | Universidad estatal de Moscú MV Lomonosov |
| alma mater | Facultad de Física y Matemáticas, Universidad Estatal de Moscú |
| Titulo academico | Doctor en Ciencias Químicas |
| Título académico | docente |
| consejero científico |
Zelinsky Nikolay Dmitrievich Gavrilov Nikolai Ivanovich |
Maria Moiseevna Botvinik (con menos frecuencia deletreada Botvinnik ; 23 de octubre de 1901 , Minsk - 17 de abril de 1970 , Moscú [2] ) - Química orgánica soviética , doctora en ciencias químicas, científica, especialista en el campo de la química de proteínas , en particular, hidroxiamino ácidos _ Por primera vez en Rusia, sintetizó los hidroxiaminoácidos más importantes y sus derivados, la química avanzó significativamente al resolver el problema del papel del hidroxilo en las proteínas, los mecanismos de acción de las enzimas.
Nacido en una familia judía. El padre era un empleado (gerente de fábrica).
En 1918 se graduó en la 88.ª escuela laboral de Moscú. En 1918-23. Sirvió en el Comisariado Popular de Alimentos , luego en Khleboprodukt como oficinista, oficinista, jefa de departamento, secretaria de departamento, corresponsal. En 1924-1925. enseñó ciencias naturales y geografía económica en la escuela secundaria 34.
En 1919 ingresó en la Facultad de Física y Matemáticas de la Universidad Estatal de Moscú y en 1927 se graduó en el Departamento de Química, habiendo defendido su tesis “Sobre el complejo anhídrido de edestina que contiene bases de hexonio” (1929) [3] . En 1928-1929 trabajó como preparadora y ayudante de laboratorio en el Departamento de Química. En 1929-1931. - en la escuela de posgrado de la Facultad de Química (supervisor N. D. Zelinsky ). Después de graduarse de la escuela de posgrado en 1931, se fue a trabajar en la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú como asistente, enseñó química orgánica. Realizó trabajos científicos en el laboratorio de química de proteínas, dirigido por N. D. Zelinsky y el adjunto N. I. Gavrilov. Al mismo tiempo, trabajó como investigadora principal en el Instituto Bioquímico. Llevar una vida de soltero. En 1935 defendió su tesis doctoral y recibió el título de Profesora Asociada del Departamento de Química Orgánica. Hablaba con fluidez tres idiomas: francés , inglés , alemán . En 1941 fue evacuada junto con la universidad a Ashgabat , donde, junto con la Universidad Estatal de Moscú, trabajó como investigadora principal en la rama turkmena de la Academia de Ciencias de la URSS . En 1956 defendió su tesis para obtener el grado de Doctora en Ciencias Químicas. Tiene más de 50 publicaciones. Desde 1967 - Investigador Principal en el Departamento de Química de Compuestos Naturales de la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú . Durante más de 20 años, Maria Moiseevna ha impartido un curso especial para estudiantes especializados en química de proteínas. Siendo una científica erudita en el campo de la química orgánica, una excelente conferencista y docente, gozó de un merecido prestigio entre el personal y los estudiantes de la Facultad de Química .
Maria Moiseevna participó activamente en el trabajo público: hasta 1929 fue bibliotecaria en la planta farmacéutica No. 2. En 1929-1934, estuvo en trabajo electivo: secretaria del comité local; jefe del sector productivo; miembro de la oficina de posgrado de la universidad; presidente de la oficina local de posgrado, secretario de la oficina de la sección de trabajadores científicos (SNR), agitador de grupos estudiantiles. Fue miembro del buró universitario del CHP bajo el patrocinio de la brigada de caballería.
Premios: medalla "Por el valor del trabajo durante la Gran Guerra Patria" (1946), numerosos certificados de honor y agradecimiento por el trabajo social, pedagógico y científico de la dirección de la Facultad de Química y la Universidad (1931-1941).
El 12 de enero de 1970 fue despedida de su cargo por jubilación [4] .
Maria Moiseevna en varios períodos de la formación de la ciencia de las proteínas se dedicó a problemas de actualidad de la química de proteínas y péptidos, el estudio de la estructura y propiedades de los derivados de aminoácidos . Al comienzo de su carrera científica, cuando aún era estudiante de posgrado en N. I. Gavrilov, estudió y complementó con él la teoría de la estructura de las proteínas dicetopiperazina. En el marco de esta teoría, se estudiaron los complejos de anhídrido, sobre uno de los cuales (aislado de la proteína edestin) se publicó un artículo discutible que contiene información valiosa que refleja las ideas sobre la estructura de las proteínas en Rusia y en todo el mundo en el momento de su escritura (1929). [3]
Las dicetopiperazinas constituyeron un área importante de las primeras investigaciones de Botvinik, también se mencionan en el artículo "Sobre la cuestión del reordenamiento lactama-lactama" (1937) [5] . En este trabajo se resolvió el problema de la incertidumbre en la forma de las amidas mediante la determinación del doble enlace carbono-nitrógeno, ya que este último es específico únicamente para el reordenamiento de la lactima. Como método para estudiar el reordenamiento del enlace amida, se utilizó la reacción de Prilezhaev: la acción del ácido perbenzoico en un doble enlace. Habiéndose interesado en el ácido perbenzoico, M. M. Botvinik, junto con sus colegas y estudiantes, comenzó a ampliar la investigación para comprender qué tan profundo y por qué mecanismo se produce la oxidación de este ácido. El hecho es que el uso del ácido perbenzoico como reactivo para la determinación cualitativa, y más aún cuantitativa, del doble enlace carbono-nitrógeno, requería un estudio más detallado de la naturaleza de la oxidación. Con uno de sus primeros alumnos, M. A. Prokofiev, estudiaron la oxidación del imidazol y sus derivados con este reactivo. El anillo de imidazol fue conveniente para este estudio ya que es muy estable. Además, esta agrupación está ampliamente distribuida en la proteína. La proporción de compuestos que contienen nitrógeno prácticamente no se estudió [6] . En este trabajo se elucidó el mecanismo de oxidación del anillo de imidazol. La oxidación pasó por la etapa de dióxido y condujo a la urea :
A pesar de que la teoría de la dicetopiperazina se desarrolló hasta finales de los años 40 del siglo XX, M. M. rápidamente se dio cuenta de la falsedad de esta teoría y siguió siendo una defensora de la teoría del péptido de E. Fisher , que enseñó a estudiantes y estudiantes. El trabajo adicional de M. M. se dedicó a los hidroxiaminoácidos, especialmente a la serina. El campo de los hidroxiaminoácidos atrajo la atención de muchos investigadores en la década de 1940. El aislamiento de treonina , ésteres de ácido fosfórico con hidroxiaminoácidos de proteínas, los datos sobre la importancia del grupo hidroxilo durante la escisión enzimática de la proteína mostraron que el grupo hidroxilo y, en consecuencia, los hidroxiaminoácidos desempeñan un papel determinado y, quizás, importante en proteínas.
Pero el conocimiento sobre este grupo de aminoácidos en la década de 1930 era bastante escaso. En particular, se sabía poco sobre los hidroxiaminoácidos grasos. En relación con esto, surgieron dificultades en el aislamiento y determinación de estos compuestos. Completamente probado en la proteína se podría considerar: tirosina, hidroxiprolina, serina, treonina y ácido b-hidroxiglutámico. Los datos sobre b-oxivalina, oxilisina , oxitreptofano y varios otros requerían confirmación. Por lo tanto, la treonina, mencionada por primera vez por V. S. Sadikov y N. D. Zelinsky [7] en 1923, finalmente se demostró en proteínas solo en 1935 después del aislamiento de la fibrina sanguínea.
En busca de características específicas de los hidroxiaminoácidos, Botvinik y su grupo se decidieron por la reacción de deshidratación característica de los b-hidroxiácidos. Sin embargo, al abordar la investigación, se encontraron con la falta de desarrollo de métodos para la síntesis de hidroxiaminoácidos.
Se encontró que el mejor y más universal método para la síntesis de ácidos b-hidroxi-a-aminocarboxílicos es la síntesis de treonina a partir de ácidos crotónicos. Consiste en la reacción de un ácido insaturado con acetato de mercurio en una solución de alcohol metílico. Después de la aminación con amoníaco y la eliminación del grupo metoxi con ácido bromhídrico, se forma un b-hidroxi-a-aminoácido.
Además, se encontró una reacción característica para los ácidos b-hidroxi-a-aminocarboxílicos de la serie grasa: deshidratación con anhídrido benzoico con formación de azalactonas insaturadas. Se ha establecido que la deshidratación se produce después de la ciclación preliminar. También se estudió la hidrólisis de azalactonas a acilos de aminoácidos insaturados. [ocho]
La reacción de deshidratación fue de doble interés. Por un lado, esta reacción debería ser característica solo para los hidroxiaminoácidos, por otro lado, no se descarta la posibilidad de que la descomposición de los hidroxiaminoácidos proceda de esta manera, si no in vivo, entonces in vitro. De los diversos agentes de degradación, los investigadores optaron por el anhídrido benzoico como reactivo relativamente suave. En los trabajos de M. M. Botvinik et al. se rastrea la dirección de selección de las condiciones para mejorar el rendimiento de la azalactona: tiempo, temperatura del régimen y la naturaleza del procesamiento de las sustancias de partida.
En la década de 1940 , M. M. Botvinik logró sintetizar b-oxinorvalina y dilucidar el mecanismo de reacción para obtener esta sustancia [9] . Y en 1948, Maria Moiseevna desarrolló reacciones cualitativas para b-hidroxiaminoácidos y serina [10] . La base de esta reacción fue la capacidad de los hidroxiaminoácidos para transformarse en azalactonas insaturadas cuando se calientan con anhídrido acético o benzoico. El doble enlace emergente se puede detectar fácilmente mediante la decoloración Bayer del permanganato. Las azalactonas insaturadas resultantes son inestables y, cuando se calientan, se descomponen en los cetoácidos correspondientes. En el caso de la serina, se forma ácido pirúvico que, con silicilaldehído en medio alcalino, le da un color marrón anaranjado. De esta forma, se puede determinar la posición de la serina en el péptido . De todos los aminoácidos que se encuentran en las proteínas, solo la cisteína da ambas reacciones , que, al igual que los hidroxiaminoácidos, se convierte en azalactona insaturada.
Botvinik también dedicó muchos años a investigar las reacciones con ácido perbenzoico. Su trabajo confirmó la actividad del doble enlace carbono-nitrógeno en varios ejemplos. Al mismo tiempo, se encontró que las aminas grasas, como las aromáticas, son oxidadas por el ácido perbenzoico y que la capacidad de reacción del grupo que contiene nitrógeno está asociada con la presencia de electrones libres en el nitrógeno. Se ha comprobado que las propiedades ácidas de los compuestos reducen su reactividad [11] . En 1946, se publicó un artículo en el que, junto con el académico N. D. Zelinsky, Maria Moiseevna completó los vacíos en los datos sobre el contenido de hidroxiaminoácidos en las proteínas [12] .
En 1951, en las Notas científicas de la Universidad Estatal de Moscú, dedicada al 90 aniversario de N. D. Zelinsky , se publicó un artículo que esboza muchas ideas valiosas sobre las propiedades específicas de las proteínas. Se ha demostrado que el grupo hidroxi en varias proteínas estudiadas domina o constituye una parte significativa de los grupos funcionales polares de la proteína. Este estudio ha hecho un progreso significativo en la resolución de la cuestión del papel del hidroxilo en la proteína. Para dilucidar posibles formas de abordar el estudio del papel del hidroxilo en la proteína, M. M. y sus colegas investigaron la reactividad del hidroxilo en los hidroxiaminoácidos, en particular, con respecto a la oxisalona; al mismo tiempo, también establecieron un segundo objetivo: obtener un enlace éster de un aminoácido, de acuerdo con el grupo hidroxi. El alto contenido de hidroxiaminoácidos en varias proteínas, en particular, en proteínas fibrilares, reveló que el hidroxilo juega un papel específico especial, formando enlaces lábiles en proteínas o entre proteínas. Como enfoque experimental, Botvinik intentó usar la reacción de hidroxam para detectar el enlace éter. Resultó que si esto último se lleva a cabo en condiciones estrictamente elegidas, solo reacciona el enlace etéreo. Con la ayuda de la reacción del hidroxam, fue posible resolver un problema interesante e importante sobre la forma del enlace hidroxilo en una molécula de proteína [13] .
Se continuó trabajando en el estudio de las propiedades del enlace éster formado por el aminoácido y el grupo hidroxilo de los b-hidroxiaminoácidos. Los autores creían que el estudio de otras formas de enlace, incluido el enlace éter, junto con el enlace de tipo amida, es esencial para resolver el problema de la estructura de las proteínas. Para ello, en 1953 se desarrollaron métodos de síntesis y se obtuvieron los N,O-péptidos de la serina, y también se estudió su relación con las enzimas. La pancreatina y la tripsina cristalina, y más tarde la pepsina y la papaína, se utilizaron como enzimas. Entre los compuestos obtenidos se encuentran: O-(benzoilfenilalanina)-N-benzoilserina, O-(benzoilaminoisobutiril)-N-benzoilserina etil ester, N, O-di-(ftalilglicil)-serina isopropil ester, y O-(bnzoilfenilalanil)-N -benzoilserina metilamida [14] .
En 1953, Botvinik sintetizó por primera vez una serie de ésteres y amidas de péptidos de serina acilados. Entre ellos: éster isopropílico de N-(ftalilglicil)-serina con un rendimiento del 72%, éster metílico de N-(ftalilglicil)-serina - 54%, éster metílico de N-( p -toluenosulfoglicil)-serina - 46%, N-( benzoilfenilalanil)-serina - 71%. Este último está en forma de dos estereómeros. Los ésteres metílicos se convirtieron por la acción de la metilamina en las amidas correspondientes de los derivados N-acilados de los péptidos de serina [15] .
Así, se resolvió la cuestión de la posibilidad de formar un enlace O-péptido en el hidroxilo de la serina, se desarrollaron las condiciones y se crearon varios N,O-péptidos de serina, N-benzoil-O-péptidos de serina y sus derivados fueron sintetizados. Además, en 1955, junto con el ya mencionado S. M. Avaeva, M. M. Botvinik tomó el hidroxiaminoácido treonina. Se sintetizaron N-acil-O-péptidos de treonina y alotreanina [16] . Usando estos compuestos como ejemplo, la posibilidad de hidrólisis enzimática del enlace O-péptido en los péptidos de treonina se estudió en trabajos posteriores, lo que supuso una transición hacia una nueva dirección en la investigación: la síntesis enzimática. En 1958, M. M. Botvinik publicó un artículo "Síntesis enzimática de péptidos ópticamente activos a partir de ésteres de glicol de D, L-aminoácidos". Resultó que la hidrólisis enzimática de ésteres de glicol de acilaminoácidos puede usarse para separar acil -D, L -aminoácidos en antípodas ópticas [17] . En 1964, utilizando el método de espectroscopia IR, se reveló la causa de la aparición de la racemización observada en la síntesis de ésteres nitrofenílicos de carbobenzoxipéptidos por el método de la carbodiimida. La aparición de dicha racemización fue consecuencia de la azalactonización de los péptidos [18] .
Como continuación del estudio de la transferencia de residuos de aminoácidos de O-péptidos de b-aminoácidos a proteínas utilizando el método de isótopos radiactivos, M. M. Botvinik y A. P. Andreeva sintetizaron N-benzoil-(O-benzoilfenilalanil-C 14 )- la serina, que además, bajo la acción de la quimotripsina, interaccionaba con la albúmina sérica y por separado con la insulina [19] . La estabilidad de las preparaciones obtenidas al álcali sugirió que la adición se debe a la formación de enlaces peptídicos estables. Esta suposición se desarrolló aún más. Entonces, en el mismo año, Maria Moiseevna llevó a cabo una reacción similar con la ribonucleasa [20] . Resultó que la propia ribonucleasa puede activar el proceso de transferencia de benzoilfenilalanilo a la proteína, y la quimotripsina es un tipo de inhibidor en esta reacción.
A fines de la década de 1960, Maria Moiseevna y sus colegas comenzaron a utilizar ampliamente sustratos cromogénicos para el estudio de enzimas. Cuando se trabaja con proteinasas, las nitroanilidas de aminoácidos han demostrado su eficacia. Se utilizaron tanto en la investigación teórica como en la medicina para el diagnóstico de diversas enfermedades. Como sustratos sintéticos, las p-nitroanilidas interesaron a los científicos incluso en los años anteriores a la guerra. Sin embargo, la síntesis de estos compuestos presentó algunas dificultades. Fue especialmente difícil obtener sustratos ópticamente puros y al mismo tiempo fácilmente solubles. Por lo tanto, M. M. Botvinik y E. V. Ramensky desarrollaron un método para obtener p-nitroanilidas de acetil-L-leucina y acetil-L-fenilalanina ópticamente puras [21] .
Al mismo tiempo, a partir de 1964, M. M. Botvinik y S. M. Avaeva se sintieron atraídos por las cuestiones de la estructura de las fosfoproteínas, en particular, la aclaración de la naturaleza del enlace entre el ácido fosfórico y la proteína. El carácter macroérgico de los enlaces de fósforo en las fosfoproteínas, su alta labilidad, alta reactividad y otras características sugirieron la presencia de varias formas de enlaces en las fosfoproteínas. Partiendo del supuesto de que, además del monoéster, también existen enlaces pirofosfato en las proteínas, los investigadores dirigidos por Maria Moiseevna obtuvieron 2 compuestos que eran representantes de una nueva clase de pirofosfatos de diserilo : 2 -dibencilpirofosfato y P 1 P 2 -di(metilamida N-benzoilseril)-P 1 P 2 -dibencil pirofosfato. Posteriormente, se realizó un estudio detallado de las propiedades de estos compuestos [22] . El trabajo en estas áreas comenzó a continuar en la década de 1970 por colegas y asociados de Maria Moiseevna. Por ejemplo, en trabajos sobre el estudio de los pirofosfatos de serilo tipo I, Avaeva estudió la estabilidad de estos compuestos a varios pH, la cinética de su hidrólisis ácida, hidrólisis enzimática por pirofosfatasa de levadura inorgánica y fosfatasa alcalina de E. Coli [23] .
M. M. Botvinik no tenía familia y dedicó toda su vida a trabajar en la universidad. En presencia de un indudable talento como investigadora, no logró alcanzar los puestos correspondientes a sus calificaciones (en particular, el puesto de profesora), y hubo una serie de razones para esto: en particular, M. M. no fue un miembro del partido; algunos de sus familiares vivían en el extranjero después de la revolución, lo que también complicó el estatus social en ese momento. Desde la década de 1940 vivía en un apartamento comunal en st. Chkalova, muerto 7, apt. 5.