Moore, Stanford

stanford moore
inglés  stanford moore
Fecha de nacimiento 4 de septiembre de 1913( 04/09/1913 )
Lugar de nacimiento Chicago , Illinois , Estados Unidos
Fecha de muerte 23 de agosto de 1982 (68 años)( 1982-08-23 )
Un lugar de muerte Nueva York , Estados Unidos
País  EE.UU
Esfera científica bioquímica
Lugar de trabajo universidad rockefeller
alma mater Universidad de Vanderbilt , Universidad de Wisconsin-Madison
consejero científico Enlace Carl Paul
Conocido como investigador de ribonucleasas
Premios y premios
Premio Nobel - 1972 Premio Nobel de Química (1972)

Stanford Moore ( 4 de  septiembre de 1913 , Chicago - 23 de  agosto de 1982 , Nueva York ) fue un bioquímico estadounidense.

Realizó investigaciones en el campo de la química de proteínas (junto con W. G. Stein ). Cromatografía de intercambio iónico aplicada para analizar proteínas; diseñó un analizador de aminoácidos. Estableció en 1960 la estructura primaria de la enzima ribonucleasa pancreática . Ganador del Premio Nobel de Química ( 1972 ), junto con Christian Anfinsen y William Stein , por sus contribuciones fundamentales a la química de las enzimas.

Miembro de la Academia Nacional de Ciencias de EE . UU. (1960) [1] y de la Academia Estadounidense de Ciencias y Artes .

Juventud y educación

Stanford Moore nació en Chicago , Illinois , cuando su padre, John Howard Moore, era estudiante de derecho en la Universidad de Chicago (JD 1917). Mamá (nee Ruth Fowler) se graduó de la Universidad de Stanford . Sus padres se conocieron en Stanford y se casaron en 1907. Dicen que fue en memoria del lugar de reunión que los padres le pusieron tal nombre a su hijo.

Stanford comenzó a estudiar a la edad de 4 años, en una escuela secundaria en la ciudad de Winnetka , Illinois . La familia pronto se mudó a Nashville, Tennessee , donde a su padre le ofrecieron una cátedra en la Facultad de Derecho de la Universidad de Vanderbilt, donde trabajó hasta su jubilación en 1949. John Howard Moore murió en 1966 a la edad de 85 años.

En Nashville, Moore se convirtió en estudiante de la Escuela Peabody en el George Peabody Teachers College. Fue un excelente estudiante durante los 7 años de escolaridad. Desde el comienzo mismo de sus estudios, Stanford se interesó por el inglés y las ciencias, pero más tarde tuvo la suerte de conocer a un profesor, R. O. Beauchamp, quien despertó su interés por la química. Al ingresar a la Universidad de Vanderbilt en 1931 , Stanford Moore vaciló entre la ingeniería aeronáutica y la química. Pero una gran influencia en el futuro de Moore fue Arthur William Ingersoll, quien desarrolló su interés por la química orgánica y la estructura molecular de las sustancias. Como resultado, Stanford eligió la química como su especialidad, se graduó summa cum laude de la Universidad de Vanderbilt en 1935 con una licenciatura en Artes y recibió la Medalla del Fundador como el estudiante más destacado.

En el otoño de 1935, Moore recibió una beca de la Fundación de Investigación de Antiguos Alumnos de Wisconsin, que le permitió continuar sus estudios en la Universidad de Wisconsin. Stanford realizó una investigación bajo la dirección del profesor Carl Paul Link, quien recientemente había trabajado en Europa con Fritz Pregl en métodos microanalíticos para determinar la estructura atómica de los compuestos orgánicos.

En 1938, Moore recibió su doctorado por una disertación que caracterizaba los carbohidratos y los derivados de bencimidazol . En él se demostró que los productos de esta reacción, varios benzimidazoles, pueden aislarse fácilmente como sustancias cristalinas estables, lo que permitirá la identificación de diversos monosacáridos .

Carrera temprana, años de guerra

Con la finalización de la tesis doctoral de Stanford Moore en 1939, quedó claro que su futuro estaría en la bioquímica . Moore se unió al grupo científico de Bergmann, donde participó en el trabajo de una de las tareas principales del laboratorio: la química estructural de las proteínas . De particular interés fue el desarrollo de métodos para la evaluación gravimétrica de la composición de aminoácidos de las proteínas utilizando precipitantes selectivos. Este enfoque recibió un nuevo impulso dos años antes cuando William Stein comenzó a trabajar en el laboratorio y demostró que los ácidos sulfónicos aromáticos tenían propiedades adecuadas para este propósito.

Stein y Moore concentraron sus esfuerzos iniciales en dos reactivos de ácido sulfónico, ácido 5-nitronaftaleno-2-sulfónico para glicina y ácido 2-bromotolueno-5-sulfónico para leucina  , y demostraron que se podían obtener buenos resultados con productos de hidrólisis de ovoalbúmina y fibroína. gorra y chaquetilla de jockey. [2] El trabajo estaba en pleno apogeo, pero cuando el país entró en guerra a fines de 1941, el estudio se detuvo.

Con el estallido de la guerra , se realizó un estudio especial en el laboratorio de Bergmann para la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico (UNIR). Su misión era estudiar los efectos fisiológicos del gas de guerra abrasador (gas mostaza , mostaza nitrogenada ) a nivel molecular, con la esperanza de desarrollar fármacos que pudieran usarse para superar los efectos de estos compuestos en el cuerpo humano. La justificación del trabajo fue que las medidas de protección efectivas para prevenir los efectos de estos compuestos tóxicos, así como la capacidad de contraatacar por parte de Estados Unidos y sus aliados, desalentarían el uso de agentes de guerra química.

Mientras Stein trabajaba con Bergmann y sus colegas investigaban en Nueva York, Moore se alistó en 1942 en un trabajo administrativo en el Comité de Investigación de Defensa Nacional de la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico (UNIR), dirigiendo el trabajo de las universidades y la industria en el estudio de los efectos biológicos de los agentes de guerra química. Su base estaba en Washington, pero viajaba libremente a Dumbarton Oaks , donde tenía su oficina el Comité de Investigación de la Defensa Nacional. Más tarde (en 1944), Moore fue nombrado miembro del personal del Departamento de Coordinación de Nuevos Desarrollos del Servicio Químico, que estaba dirigido por William A. Noyes, Jr. Los resultados del trabajo del servicio se publicaron en un libro que se publicó después de la guerra, Stan también contribuyó escribiendo un artículo (en coautoría con V. R. Kerner) [3] sobre los mecanismos psicológicos de la exposición a productos químicos. Cuando terminó la guerra, Moore sirvió en las islas hawaianas en la Rama de Investigación y Desarrollo Operacional de las Fuerzas Armadas.

Investigación de aminoácidos

Después del final de la guerra, Herbert Gasser , director del Instituto Rockefeller , ofreció a William Stein y Stan Moore un puesto en el antiguo departamento de Bergmann, permitiéndoles continuar con el análisis de aminoácidos que habían comenzado antes de la guerra. Los científicos reanudaron su colaboración en 1945, comenzando con el estudio de la cromatografía de partición como método para determinar la secuencia de aminoácidos en las proteínas.

Usando cromatografía en columna

Moore y Stein eligieron la cromatografía en columna como su "punto de partida" y necesitaban un microensayo adecuado para los aminoácidos en el solvente de la columna. Con este fin, William y Stan estudiaron la reacción de la ninhidrina [4]  , un reactivo de color conocido desde su descubrimiento en 1911 y que interactúa con todos los aminoácidos. Descubrieron que se podía obtener un precipitado reducible del producto cuando la reacción se llevaba a cabo en presencia de un agente reductor, originalmente cloruro estannoso.

Para seguir los cambios en la separación producidos en la columna de almidón , el solvente se contenía en pequeñas fracciones del mismo volumen; se trataron con ninhidrina en condiciones reductoras y las sustancias coloreadas resultantes se midieron por espectrofotometría . Las concentraciones de sustancias coloreadas en cada fracción se compararon con el número de fracción para obtener las denominadas curvas de concentrado de filtrado. El espacio debajo de cada pico de tales curvas mostró el número de aminoácidos en la muestra.

Coleccionista de facciones

Inicialmente, las fracciones se recogían manualmente, pero rápidamente se desarrolló y construyó una herramienta en la que cada gota del filtrado de la columna cambiaba el ángulo de refracción del haz de luz que iluminaba la fotocélula, afectando así al registrador. Las gotas se recogieron en tubos espectrofotométricos. Cuando se recogió un cierto número de gotas, el plato giratorio sustituyó automáticamente un nuevo tubo. Aunque este instrumento no fue el primer colector de fracciones, se convirtió en el prototipo de instrumentos comerciales que pronto aparecieron en laboratorios de todo el mundo. Gracias a estos cambios, fue posible mejorar los propios procesos cromatográficos. El colector de fracciones original que diseñaron todavía se encuentra en excelentes condiciones de funcionamiento en el Museo Caspary Hall hasta el día de hoy.

Los métodos descritos en 1949 requerían tres enfoques para determinar todos los aminoácidos en un hidrolizado de proteína. Wilman y Stan describieron la aplicación del método para determinar la composición de beta-lactoglobulina y albúmina sérica. [5] El experimento de tres ejecuciones requirió menos de 5 mg de proteína, lo que, con un error estándar de menos del 5 por ciento, fue un logro significativo para la época. Al darse cuenta del enorme papel que esta metodología podría desempeñar en la bioquímica, Wilman y Stan dedicaron mucho tiempo a describir en detalle todos los pasos necesarios para la aplicación exitosa de los métodos que desarrollaron en otros laboratorios.

Aunque las columnas de almidón se han convertido en una verdadera sensación en la química de proteínas, tienen algunas limitaciones. En primer lugar, este es el lento flujo de la sustancia en las columnas (se requirieron dos semanas para un análisis completo del hidrolizado de proteína). Además, se tenía que preparar una nueva columna para cada método de ensayo, y el proceso de digestión dependía en gran medida de la presencia de sales en la muestra.

Uso de la cromatografía de intercambio iónico

Debido a las deficiencias existentes en los métodos de cromatografía en columna, Wilman y Stan decidieron recurrir a la cromatografía de intercambio iónico [6] , que utilizaba resina de poliestireno , como alternativa. Los científicos rápidamente lograron separar de manera efectiva todos los aminoácidos en el hidrolizado de proteína en una sola corrida eluyendo con citrato de sodio y tampones de acetato a pH creciente y concentraciones a varias temperaturas, pero también fue necesario estandarizar la apariencia de las columnas. Finalmente, se superaron todas las dificultades y aparecieron resinas reproducibles. El desarrollo exitoso de la metodología de intercambio iónico no solo hizo posible reducir significativamente el tiempo dedicado al análisis, sino también realizar un análisis confiable de los aminoácidos contenidos en los fluidos fisiológicos: orina [7] , plasma y extractos de tejido libre de proteínas. . Los métodos aplicados han dado resultados significativos en el descubrimiento y evaluación de nuevos componentes de estos líquidos.

Al mismo tiempo, se estaba desarrollando el potencial de la cromatografía de intercambio iónico para separar péptidos y proteínas . Pronto se descubrió que ciertas proteínas estables ( ribonucleasa pancreática bovina y quimotripsinógeno, así como lisozima de clara de huevo de gallina ) se cromatografíaban de manera eficiente en IRC-50, una resina basada en ácidos polimetacrílicos . La elución de estas proteínas del intercambiador se realizó con un cambio de pH y poder iónico, en total conformidad con las suposiciones hechas. Más tarde, la histona se fraccionó con éxito a partir del timo de ternera.

Análisis estructural de proteínas

Para el análisis, Moore y Stein eligieron una pequeña enzima, la ribonucleasa [8] , que habían estudiado previamente, discutiendo si el conocimiento de su estructura permitiría comprender también su actividad enzimática. Este trabajo se llevó a cabo en paralelo con Christian Anfinsen y sus colegas, pero los enfoques de los dos laboratorios eran diferentes y actuaban en el campo científico más como aliados que como rivales.

La investigación sobre la estructura de la ribonucleasa comenzó con una muestra de proteína oxidada que había sido hidrolizada selectivamente con la enzima tripsina que escinde proteínas . El compuesto peptídico resultante se separó mediante cromatografía en columna de intercambio iónico de forma muy parecida a como se habían resuelto previamente los aminoácidos. La estructura de estos péptidos mostró que se estableció la secuencia completa de aminoácidos de la ribonucleasa (124 residuos de aminoácidos). Para determinar la naturaleza de estos péptidos, la enzima oxidada se hidrolizó luego con quimotripsina, una enzima proteolítica en una forma diferente a la tripsina, para producir un segundo par de péptidos, que también se resolvieron usando sulfonato de poliestireno . Gracias a las conocidas cualidades selectivas de la tripsina y la quimotripsina, ampliamente estudiadas años antes por Bergman y sus colegas, se estableció el orden de disposición de los péptidos de tripsina en la cadena polipeptídica. La confirmación se obtuvo de otro lote de péptidos aislados del hidrolizado de pepsi.

Análisis automático de aminoácidos

A medida que avanzaba el trabajo, se hizo evidente que el desarrollo de la investigación se veía obstaculizado por el nivel limitado en el que se analizaban los aminoácidos. Con los métodos entonces en uso, el experimento solo requirió casi tres días y varios cientos de lecturas espectrofotométricas. Entonces, en 1956, se comenzó a trabajar en la creación de un análisis automático de aminoácidos. Comenzó solo después de una mejora integral en las herramientas utilizadas, por lo que el método en sí se publicó en 1958. Con las resinas entonces disponibles, el tiempo de análisis se redujo a 24 horas y la sensibilidad aceptable alcanzó 0,5 micromoles. Los desarrollos posteriores redujeron el tiempo de análisis en una hora en promedio y aumentaron la sensibilidad en dos órdenes de magnitud. No se puede subestimar la importancia del conocimiento de la química de las proteínas descubierto por Moore y Stein.

El analizador automático de aminoácidos original [9] , descrito en 1958, todavía está en funcionamiento, todavía se encuentra en el mismo laboratorio de la Universidad Rockefeller en el que se ensambló.

La estructura covalente completa de la ribonucleasa se publicó en 1963, el primer estudio de este tipo de la enzima. Entonces se decidió investigar la inhibición de la actividad de la ribonucleasa por el yodoacetato. En una serie de estudios en los que el cambio de respuesta a varios valores de pH estuvo acompañado de análisis de aminoácidos, se demostró que la inhibición de la actividad a pH 5 es el resultado de la carboximetilación ya sea en el nitrógeno-1 de la histidina-119 o en el nitrógeno-3 de la histidina-12, pero no en ambos lados de la misma molécula de ribonucleasa. Se ha encontrado inhibición de la actividad a pH más bajos debido a reacciones con metionina ; a pH más alto - por reacción con lisina-41. En este caso, podría suponerse que la histidina-12 y la -119 se acercan entre sí en el lado activo de la ribonucleasa. Esta suposición, que resultó ser la clave para los estudios posteriores de la ribonucleasa, se confirmó aún más en otros laboratorios mediante análisis de rayos X. A través de esto, se hizo posible interpretar estudios cinéticos y trabajar en resonancia magnética nuclear , lo que llevó a una explicación detallada del mecanismo de acción de la enzima.

El trabajo sobre la ribonucleasa recibió reconocimiento universal con la concesión en 1972 del Premio Nobel de Química a Moore, Stein y Anfinsen. Posteriormente, el laboratorio de Moore-Stein se expandió y en él comenzaron a realizarse otros trabajos de investigación: determinar la secuencia de aminoácidos de la desoxirribonucleasa pancreática, estudiar la reacción de los iones cianato al interactuar con las proteínas; estudios estructurales utilizando pepsina; mecanismo de acción y estructura de la proteinasa estreptocócica; estudios de la secuencia y lado activo de la ribonucleasa T1; aislamiento de 2',3'-nucleótido cíclico, 3-fosfohidrolasa y su inhibidor; estudios sobre inhibidores de la ribonucleasa y muchos estudios sobre modificaciones de la ribonucleasa pancreática.

La colaboración entre Moore y Stein continuó en la Universidad Rockefeller incluso después de que Willman Stein sufriera una parálisis aplastante en 1969. Con la excepción de los años de la guerra (1942-1945), Moore estuvo ausente del Instituto Rockefeller por sólo un año - 1950. Pasó seis meses en Bruselas , en Bélgica , abriendo un laboratorio dedicado al análisis de aminoácidos, y los segundos seis meses en Inglaterra , en Cambridge , compartiendo laboratorio con Frederick Sanger y trabajando en el estudio de la secuencia de aminoácidos de la insulina . Stan sintió que este año pasado en Europa fue importante para su desarrollo como científico y su futuro trabajo en el campo científico internacional.

Vida personal y actividades sociales

Moore se desempeñó en la comunidad de bioquímicos como editor y funcionario de la Sociedad Estadounidense de Bioquímicos, y como presidente del Comité Organizador del Congreso Internacional de Bioquímica, celebrado en Nueva York en 1964. El Congreso fue un evento destacado gracias a la organización de presentaciones científicas y la hospitalidad de Moore. Durante el Congreso, Stan invitó a entre 8 y 10 personas todos los días a desayunar y almorzar para que los científicos pudieran reunirse con sus colegas en un ambiente relajado. Continuó esta práctica durante los siguientes 15 años en convenciones internacionales y reuniones anuales de la Sociedad Estadounidense de Bioquímicos. Solo su delicada salud interrumpió esta tradición.

Stanford Moore dedicó toda su vida exclusivamente a la ciencia. Nunca se casó, evitó todo lo que no concernía a la ciencia y los científicos.

Fin de la vida, legado

En los últimos dos años de su vida, mientras su salud se deterioraba, Moore vivió con la conciencia de su enfermedad, la esclerosis lateral amiotrófica . Falleció en su departamento el 23 de agosto de 1982, no lejos de su amado laboratorio en la Universidad Rockefeller, donde pasó tantos años exitosos y fructíferos. Cabe señalar que ningún método o herramienta desarrollado por Moore y Stein ha sido patentado . No les importaba el beneficio personal. Además, Stan Moore tenía poco interés en sus propias posesiones, su pequeña oficina y el apartamento de soltero estaban amueblados con comodidades mínimas.

El apego de Stan a la Universidad Rockefeller y su dedicación a la bioquímica se reflejó en su testamento, en el que declaró que su propiedad "debería usarse como donación para los salarios y gastos científicos de los investigadores en bioquímica". Como escribió Stan en una carta al presidente de la universidad, Joshua Lederberg, que se entregó después de su muerte: “Quiero (a pesar de mis medios modestos) ayudar a los jóvenes estudiantes como ellos me ayudaron a mí”.

Rangos

Premios

(compartido con William Stein)

Notas

  1. ↑ Moore, Stanford en el sitio web de la Academia Nacional de Ciencias de EE . UU.  
  2. ↑ Moore S, Stein.WH, Bergmann M. El aislamiento de I-serina a partir de fibroína de seda  // J.Biol.Chem.. - 1941. - Vol. 139. - Pág. 481-482.
  3. ↑ Moore S, Kirner WR El mecanismo fisiológico de acción de los agentes de guerra química // Química (Ciencia en la Segunda Guerra Mundial). - 1948. - Págs. 288-360.
  4. ↑ Moore S, Stein.WH Método de ninhidrina fotométrica para uso en la cromatografía de aminoácidos  // J.Biol.Chem.. - 1948. - Vol. 176. - Pág. 367-388.
  5. ↑ Moore S, Stein.WH Composición de aminoácidos de β-lactoglobulina y albúmina de suero bovino  // J.Biol.Chem.. - 1949. - Vol. 178. - Pág. 79-91.
  6. ↑ Moore S., Hirs CHW, Stein W. H. Aislamiento de aminoácidos por cromatografía en columnas de intercambio iónico; uso de tampones volátiles  // J. Biol. Chem .. - 1952. - vol. 195. - Pág. 669-683.
  7. ↑ Moore S., Tallan HH, Stein WH 3-metilhistidina, un nuevo aminoácido de la orina humana  // J.Biol.Chem.. - 1954. - vol. 206. - Pág. 825-834.
  8. ↑ Moore S., Hirs CHW, Stein WH La composición de aminoácidos de la ribonucleasa  // J.Biol.Chem.. - 1954. - Vol. 211. - Pág. 941-950.
  9. ↑ Moore S., Spackman DH, Stein WH Aparato de registro automático para uso en la cromatografía de aminoácidos  // Anal.Chem.. - 1958. - Vol. 30.- Pág. 1190-1206.  (enlace no disponible)

Literatura

Enlaces

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