Merrifield, Robert Bruce

Robert Bruce Merrifield
inglés  Robert Bruce Merrifield
Fecha de nacimiento 15 de julio de 1921( 07/15/1921 )
Lugar de nacimiento Fort Worth , Texas , Estados Unidos
Fecha de muerte 14 de mayo de 2006 (84 años)( 2006-05-14 )
Un lugar de muerte Creskill , Nueva Jersey , EE . UU.
País  EE.UU
Esfera científica bioquímica
Lugar de trabajo
alma mater
Premios y premios premio Nobel Premio Nobel de Química (1984)
 Archivos multimedia en Wikimedia Commons

Robert Bruce Merrifield ( ing.  Robert Bruce Merrifield ; 15 de julio de 1921 , Fort Worth , Texas  - 14 de mayo de 2006 , Creskill , Nueva Jersey ) es un bioquímico estadounidense, ganador del Premio Nobel de Química en 1984 por su propuesta de metodología de química síntesis en matrices sólidas [1] .

Infancia y juventud

Bruce nació el 15 de julio de 1921 en Fort Worth , Texas. Era el único hijo de la familia. Padre - George Evan Merrifield (George E. Merrifield), era diseñador de interiores y vendía accesorios, madre - Lauren Lucas Merrifield (Lorene née Lucas).

En 1923, cuando Bruce tenía dos años, su familia se mudó al sur de California. Era la época de la Gran Depresión , y los Merrifield, para encontrar trabajo para su padre, tenían que mudarse de un lugar a otro. Debido a esto, Bruce a menudo cambiaba de escuela.

Sus materias favoritas eran la física , la química y la astronomía . Bruce disfrutó especialmente haciendo experimentos químicos. Después de graduarse de la escuela primaria de California (9 clases), Merrifield estudió en la escuela secundaria en Montebello School (Escuela secundaria de Montebello) en 1937-1939. Después de dos años en Pasadena Junior College, se transfirió a la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA). Después de recibir su licenciatura allí en 1943, Bruce trabajó durante aproximadamente un año en la Fundación de Investigación Philip R. Park, ayudando en experimentos de alimentación animal con aminoácidos sintéticos. Uno de estos experimentos fue el experimento de Geiger, que por primera vez demostró la necesidad de la co-presencia de aminoácidos esenciales en el alimento para el normal desarrollo de los animales.

Carrera temprana

Un año después, Bruce ingresó a la escuela de posgrado en la Universidad de California y en 1944 comenzó la investigación de tesis bajo la dirección del profesor de bioquímica Max Dunn (MS Dunn). Este último estudió los aminoácidos y sugirió que Merrifield abordara este tema. Bruce comenzó a trabajar con biopolímeros que afectan el crecimiento de bacterias del género Lactobacilli , que se utilizaban para el análisis cuantitativo de aminoácidos. Dunn y Merrifield fueron pioneros en esta área. Bruce identificó la prolina y también estudió las bases de pirimidina que se encuentran en la levadura. Por el desarrollo (con su supervisor Dunn) de un método bioquímico para el análisis cuantitativo de pirimidinas, recibió su doctorado (Ph.D.) en 1949.

Inmediatamente después de graduarse, el 19 de junio de 1949, se casó con Elizabeth Furlong (Elizabeth Furlong) y al día siguiente partió hacia Nueva York.

Allí, bajo la dirección del Dr. Woolley (DW Woolley), Bruce comenzó a trabajar como bioquímico asistente en el Instituto Rockefeller de Investigación Médica (más tarde la Universidad Rockefeller ). Estaba investigando un nuevo factor de crecimiento bacteriano, la estrepogenina, que había descubierto su supervisor. En ese momento, Sanger había determinado la estructura primaria de la insulina, y Merrifield, debido a la alta actividad de la estrepogenina, pudo estudiar dos péptidos de la cadena B de la insulina, un pentapéptido y un heptapéptido que contenía serina [2] .

Método de síntesis en fase sólida de péptidos

A mediados del siglo XX, el método más común para la síntesis de péptidos fue el método de Emil Fischer , quien fue el primero en comenzar a trabajar en esta área. En este método, los aminoácidos se agregan secuencialmente a la cadena peptídica resultante. Los ciclos que consisten en las etapas de protección del grupo, activación, adición a la cadena peptídica y eliminación del grupo protector se repiten hasta obtener la cadena peptídica de la composición deseada. Durante la síntesis, se formaron una gran cantidad de subproductos, que debían eliminarse en cada etapa. Como regla general, el rendimiento del péptido diana sintetizado por este método fue muy bajo y el producto en sí estaba muy contaminado.

Algunas mejoras en este proceso se desarrollaron en la década de 1930. Una de esas mejoras fue el uso del versátil grupo benciloxicarbonilo, que permitió al grupo de Vincent Du Vignot sintetizar oxitocina y vasopresina .

Después de sintetizar péptidos durante varios años utilizando métodos conocidos en ese momento, Bruce comenzó a pensar en crear una versión alternativa más amplia de la síntesis. En su diario de laboratorio en mayo de 1959, escribió:

Existe la necesidad de un método rápido, cuantitativo y automatizado para la síntesis de péptidos de cadena larga. Un posible enfoque podría ser usar la cromatografía en columna, en la que se agregan aminoácidos activados a un péptido unido a un vehículo polimérico, luego se eliminan los grupos protectores y luego se repite el ciclo hasta que se construye el péptido deseado. En el último paso, el péptido debe eliminarse del vehículo.

Después de una serie de experimentos, Bruce decidió utilizar un polímero de estireno y divinilbenceno como soporte. Esta variante de vehículo resultó atractiva tanto por su alta solubilidad en disolventes orgánicos como por su bajo grado de reticulación. Además de las ventajas de este vehículo, se puede modificar fácilmente para permitir que el primer aminoácido se una al polímero como un éster bencílico.

Entre los pocos grupos protectores disponibles en 1960, el grupo benciloxicarbonilo no era del todo adecuado para una nueva variante de la síntesis de péptidos, ya que requería un ambiente fuertemente ácido para separarse del producto, y luego Bruce decidió usar diciclohexilcarbodiimida (DCCI) en sus experimentos. , que había sido utilizado poco antes .

En 1963, Merrifield publicó un artículo clásico en el Journal of the American Chemical Society en el que describe un método que denominó "síntesis de péptidos en fase sólida" [3] . Este artículo se ha convertido en una de las publicaciones más citadas de la revista.

Un importante paso adelante fue el diseño de una instalación capaz de automatizar la síntesis de péptidos. El primer aparato de trabajo fue fabricado por Bruce y su asistente John Stewart con la ayuda de N. Gernberg en 1965.

Una publicación de Merrifield que describe la preparación de un tetrapéptido en una nueva planta presentó la síntesis de péptidos en fase sólida (SPPS) como una síntesis de péptidos alternativa [4] . Aunque hubo algunos científicos escépticos, el documento atrajo una enorme atención de los químicos de todo el mundo. Poco después del artículo sobre el tetrapéptido, siguió una serie de publicaciones dedicadas a una descripción detallada del nuevo método [5] . El grupo de Bruce también produjo varias hormonas peptídicas usando el equipo que desarrollaron, incluyendo bradicinina , oxitocina , angiotensina y la proteína insulina [6] . Con la difusión del método de síntesis de péptidos en fase sólida, comenzaron a aparecer en el mercado modelos comerciales de sintetizadores automatizados, muchos de los cuales eran de mala calidad y SPPS muy desacreditados.

Los opositores al nuevo método de síntesis de péptidos argumentaron que los productos peptídicos obtenidos mediante un sintetizador automático no eran puros. El problema de la pureza de los productos enfrentó a Merrifield a lo largo de su trabajo sobre la síntesis de péptidos. Su solución fue posible gracias al desarrollo de un método de cromatografía líquida de alta resolución .

Síntesis de ribonucleasa

En 1969, Merrifield, junto con Bernd Gutte, sintetizó con éxito la enzima ribonucleasa [7] . Para llevar a cabo esta síntesis, Merrifield y Gutta requirieron 369 reacciones químicas y 11.931 pasos separados, lo que requirió varias semanas de operación continua de un sintetizador automatizado. Este trabajo proporcionó evidencia experimental para la hipótesis de Anfinsen , quien propuso que la estructura primaria de una proteína determina su estructura terciaria.

Síntesis de cecropina y sus análogos

En 1982, Bruce Merrifield y sus colegas sintetizaron por primera vez el péptido cecropina , que tiene un efecto antibacteriano. Los estudios de esta sustancia se convirtieron posteriormente en un área separada con una clasificación sistemática de esta clase de compuestos [8] . La actividad antibacteriana de algunos miembros de esta clase se ha sintetizado y analizado con éxito en el laboratorio donde trabajaba Bruce [9] . Durante los experimentos, los científicos descubrieron que las D-cecropinas A obtenidas por ellos pueden crear la misma conductividad eléctrica que sus enantiómeros en la capa bilipídica y también tienen una actividad antimicrobiana similar [10] [11] [12]

Además, se encontró que las cecropinas en medios no polares tienen un alto grado de helicidad. Con base en sus resultados, Bruce Merrifield y su laboratorio concluyeron que estos péptidos actúan a través de la formación de canales iónicos en las membranas celulares y no interactúan con centros quirales como enzimas y receptores.

El método de Merrifield estimuló un gran progreso en bioquímica , farmacología y medicina , haciendo posible estudiar sistemáticamente la dependencia de la actividad de enzimas, hormonas y anticuerpos en su estructura. El desarrollo y perfeccionamiento del método fue el tema principal de investigación en su laboratorio, el cual dirigió hasta los últimos días de su vida.

Premios y distinciones

Por su trabajo, Merrifield fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias de EE . UU. en 1972 [13] .

Ha recibido varios premios por su trabajo en la química sintética de péptidos, entre ellos:

Vida personal

Bruce estuvo casado con Elizabeth Furlong (1949), a quien conoció en la Universidad de Los Ángeles. Después de graduarse en biología, trabajó con su esposo en la Universidad Rockefeller durante más de 20 años. En 1993, publicó su autobiografía, Living in the Golden Age of Peptide Chemistry. Después de una larga enfermedad, R. Bruce Merrifield falleció el 14 de mayo de 2006 a la edad de 84 años en su casa de Cresskill, Nueva Jersey. Dejó esposa, 6 hijos (Nancy, Jim, Betsy, Cathy, Laurie y Sally) y 16 nietos.

Literatura

Notas

  1. ↑ Kenneth Chang . R. Bruce Merrifield, ganador del Premio Nobel de Química, muere a los 84 años , The New York Times  (6 de mayo de 2006). Archivado desde el original el 25 de marzo de 2014. Consultado el 12 de abril de 2008  .
  2. ↑ RB Merrifield, DW Woolley. Aislamiento y determinación de la estructura de un péptido con actividad estrepogenina  //  Archivos de Bioquímica y Biofísica : diario. - Elsevier , 1955. - Vol. 56 , núm. 1 . - pág. 265-266 . - doi : 10.1016/0003-9861(67)90184-1 .
  3. ↑ R. B. Merrifield. Síntesis de péptidos en fase sólida. I. La síntesis de un tetrapéptido  //  Revista de la Sociedad Química Estadounidense : diario. - 1963. - vol. 85 . - Pág. 2149 . doi : 10.1021 / ja00897a025 .
  4. ↑ R. B. Merrifield. Síntesis automatizada de péptidos  (inglés)  // Ciencia. - 1965. - P. 178-185 . -doi : 10.1126 / ciencia.150.3693.178 .
  5. ↑ Robert B. Merrifield, , John Morrow. Stewart, , Nils. Jernberg. Instrumento para la síntesis automatizada de péptidos  (neopr.)  // Química Analítica. - 1966. - S. 1905-1914 . -doi : 10.1021/ ac50155a057 .
  6. ↑ B. Marglin, R. B. Merrifield. La síntesis de insulina bovina por el método de fase sólida  //  Revista de la Sociedad Química Estadounidense : diario. - 1966. - Pág. 5051-5052 . doi : 10.1021 / ja00973a068 .
  7. ↑ RB Merrifield, B. Gutte. La síntesis de la ribonucleasa A  (inglés)  // The Journal of Biological Chemistry  : revista. - 1971. - vol. 246 . - Pág. 1922-1941 .
  8. ↑ Håkan Steiner, David Andreu, R.B. Merrifield. Unión y acción de cecropina y análogos de cecropina: péptidos antibacterianos de insectos  (inglés)  // Biochimica et Biophysica Acta : diario. - 1988. - vol. 939 , núm. 2 . - P. 260-266 . - doi : 10.1016/0005-2736(88)90069-7 .
  9. ↑ HG Boman, I. Faye, P. Hofsten, K. Kockum, J.-Y. Lee, KG Xanthopoulos, H. Bennich, Å. Engström, R. B. Merrifield, D. Andreu. Sobre las estructuras primarias de lisozima, cecropinas y attacinas de Hyalophora cecropia  (inglés)  // Inmunología comparativa y del desarrollo: revista. - 1985. - vol. 9 , núm. 3 . - Pág. 551-558 . - doi : 10.1016/0005-2736(88)90069-7 .
  10. ↑ HG Boman, D. Wade, I. A. Boman, B. Wåhlin, R. B. Merrifield. Propiedades antibacterianas y antipalúdicas de péptidos que son híbridos de cecropina-melitina  // Cartas  FEBS : diario. - 1989. - vol. 259 , núm. 1 . - P. 103-106 . - doi : 10.1016/0014-5793(89)81505-4 .
  11. ↑ David Andreu, Josep Ubach, Anita Boman, Birgitta Wåhlin, David Wade, R.B. Merrifield, Hans G. Boman. Híbridos acortados de cecropina A-melitina La reducción significativa del tamaño retiene la potente actividad antibiótica  // Cartas  FEBS : diario. - 1992. - vol. 296 , núm. 2 . - pág. 190-194 . -doi : 10.1016 / 0014-5793(92)80377-S .
  12. ↑ Francesca M. Marassi, Stanley J. Opella, Padmaja Juvvadi, R. B. Merrifield. Orientación de las hélices de cecropina A en bicapas de fosfolípidos determinada por espectroscopia de RMN de estado sólido  //  Revista biofísica : diario. - 1999. - vol. 77 , núm. 6 _ - Pág. 3152-3155 . - doi : 10.1016/S0006-3495(99)77145-6 .
  13. ↑ Bruce Merrifield Archivado el 5 de marzo de 2016 en Wayback Machine .  

Enlaces

  Ir al elemento de Wikidata  sitios temáticos
diccionarios y enciclopedias
Genealogía y necrópolis