Robert Joseph Payton Williams MBE FRS ( 25 de febrero de 1926 - 21 de marzo de 2015 ) [1] fue un químico inglés, miembro honorario del Wadham College, Oxford y profesor emérito de la Universidad de Oxford [2] .
| Robert Joseph Payton Williams | |
|---|---|
| Robert Joseph PatonWilliams | |
| Nombrar al nacer | inglés Robert Joseph PatonWilliams |
| Fecha de nacimiento | 25 de febrero de 1926 |
| Lugar de nacimiento | Wallasey, Cheshire, Reino Unido |
| Fecha de muerte | 21 de marzo de 2015 (89 años) |
| Un lugar de muerte | Hospital John Radcliffe de Oxford |
| Ciudadanía | británico |
| Ocupación | científico, químico |
| Padre | ernesto ivor williams |
| Madre | alicia williams |
| Esposa | Jalea Beukley |
| Niños |
tim williams Juan Williams |
| Premios y premios |
Miembro de la Orden del Imperio Británico. (MBE) |
Robert Joseph Payton Williams nació en Wallasey, Cheshire , hijo de un oficial de aduanas. Bob fue el segundo de cuatro hijos. De 1931 a 1937 Bob asistió a la Escuela St. George en Wallasey. Luego, los padres pagaron la matrícula en el gimnasio. Fue entonces cuando comenzó a mostrar un gran interés por la química. Hacia el final de la escolaridad, se animó a Bob a postularse en Cambridge y Oxford. Incapaz de ganar un asiento en Cambridge, se fue a Oxford. Bob Williams entró en Merton College en octubre de 1944 [3] . Robert quería estudiar los elementos químicos en los sistemas biológicos, pero no sabía por dónde empezar en la etapa inicial de formación. Al final del primer semestre, Bob tenía dudas sobre su elección e incluso pensó en mudarse a la Universidad de Liverpool. Pero al final, decidí no irme.
Su instructor de tercer año fue un químico analítico, el Dr. Harry M. N. Irving. El tema de investigación en el laboratorio fueron los reactivos orgánicos que podían separar los iones metálicos de la solución en forma de complejos coloreados. Este tema atrajo a Bob. A los seis meses de comenzar a trabajar, en Pascua de 1948, estableció el orden de selectividad para la unión del reactivo orgánico ditizona a los iones metálicos, así:
Mg 2+ < Mn 2+ < Fe 2+ < Co 2+ < Ni 2+ < Zn 2+ < Cu 2+Este orden de estabilidad se conoció comúnmente como la serie de Irving-Williams. Este estudio fue publicado por Irving y Williams en la revista Nature en 1948. Este fue el primer trabajo de alto perfil en la comunidad científica, que él mismo anunció en el mundo científico. Durante los siguientes dos años de trabajo con Irving, Robert pudo confirmar los puntos en común de su serie. [4] [1] Los estudios de su trabajo doctoral se incluyeron en un artículo extenso publicado en 1953.
Durante sus estudios, William visitó el laboratorio de la Universidad de Uppsala del profesor Arne Tiselius, un conocido bioquímico y premio Nobel. También conoció allí al profesor Stig Claeson. Ambos estaban ocupados desarrollando métodos cromatográficos para separar proteínas. Bob quedó impresionado con el equipo de laboratorio en comparación con Oxford. Después de recibir su doctorado, William comenzó a trabajar en estos laboratorios en 1950. Allí aprendió mucho sobre la purificación de proteínas. Muy rápidamente desarrolló un nuevo método para separar moléculas usando cromatografía, ahora llamado análisis de elución en gradiente. [1] Bob publicó sus ideas en Suecia en forma de una reseña titulada "Metal Ions in Biological Systems" en la revista Biological Reviews en 1953. Esto atrajo la atención de muchos biólogos, que luego se convirtieron en sus colaboradores. [5]
En 1955, Bob Williams ingresó a Wadham College como profesor de química. Aquí, él y su equipo continuaron investigando sobre la estabilidad de los complejos de iones metálicos. Williams describe en detalle la estabilidad de los complejos formados por ligandos orgánicos e iones de la primera serie de elementos de transición (de Mn a Zn). Su trabajo confirmó que la secuencia es independiente de la naturaleza química del ligando (pero se mostró la importancia de la inestabilidad del ligando). El documento también discutió los factores electrónicos que controlan la estabilidad de los iones metálicos subyacentes a esta secuencia en términos de la teoría de Pauling de los enlaces iónicos y covalentes utilizando la hibridación de los orbitales d, p y s. Se concluyó que la interacción debe incluir un aumento de covalencia a lo largo de la serie. Desde 1956 hasta mediados de la década de 1960, Bob Williams realizó investigaciones en el Laboratorio de Química Inorgánica con grupos de estudiantes y asistentes de investigación. La investigación adicional se ha centrado en las propiedades químicas de los iones de metales de transición complejos, que luego se sabe que desempeñan un papel en la captura de energía biológica a través del transporte de electrones. La transferencia de electrones depende del cambio en el estado de oxidación del ion metálico. La propiedad clave aquí es la estabilidad relativa del estado de oxidación en un entorno dado, caracterizado por potenciales redox. Bob analizó los potenciales redox de Fe(III) y Fe(II) [6] , y Cu(II) y Cu(I) [7] , dos metales de importancia biológica. Él y sus alumnos demostraron cómo la covalencia, el tamaño y la carga de los iones metálicos afectan los potenciales redox.
Paralelamente a su investigación en el Laboratorio de Química Inorgánica sobre la química de los iones de metales de transición, Bob Williams comenzó a estudiar su papel en la biología colaborando con biólogos. Al mismo tiempo, no tenía experiencia en experimentos con proteínas, ni acceso a laboratorios adecuados para trabajar con ellas. Después de publicar su revisión original de 1953, William comenzó a colaborar con Bert Valli, un médico de Harvard que analizó los niveles de zinc en varias células biológicas utilizando el reactivo colorimétrico de ditizona, que el propio Bob había estudiado con Irving. Valli notó que los glóbulos rojos contenían una concentración relativamente alta de hierro debido a la presencia de hemoglobina, pero una concentración muy baja de zinc, y que los glóbulos blancos tenían poco hierro pero una gran cantidad de zinc. Se preguntó si la observación tenía un significado más amplio, ya que en ese momento no se sabía que el zinc tuviera importancia biológica. Durante unos 15 años, Valli y Williams trabajaron juntos. Se convirtieron en los pioneros de una nueva área temática. Desarrollaron métodos para estudiar la unión de metales mediante métodos espectroscópicos y la afinidad de unión mediante la sustitución de iones de metales no ferrosos, como el cobalto, por zinc incoloro (método de sustitución isomórfica). En 1968, Valli y Williams propusieron el concepto general de reactividad de metaloproteína, proponiendo que una proteína causa un número de coordinación y una geometría inusuales en los iones metálicos para causar una mayor reactividad química para la función catalítica o la transferencia rápida de electrones. [ocho]
Bob Williams asistió a conferencias científicas sobre respiración y escuchó discusiones sobre la generación de ATP, el biocombustible universal generado en los cloroplastos por fotones y en las mitocondrias al reducir el oxígeno a agua simultáneamente con la oxidación de azúcares. Se sabe que el último proceso, la glucólisis, involucra compuestos fosforilados, lo que resulta en la formación de ATP. Se pensaba que los precursores de ATP eran activados por compuestos orgánicos fosforilados. Mientras estudiaba la literatura, Bob notó que la generación de un intermedio, junto con la transferencia de electrones, era común a todas las reacciones de los orgánulos. Sugirió que el enlace intermedio debe ser un protón y que la formación de ATP en cada paso implica la migración de protones de vuelta a la carga negativa de las moléculas orgánicas. En 1959, Bob dio la primera descripción de esta idea completamente nueva. Williams describió la forma en que el flujo de electrones, estimulado por la luz o por transformaciones químicas, se convierte en un gradiente de protones, que luego se utiliza para formar ATP. [9] Casi inmediatamente, Williams recibió una carta del Dr. Peter Mitchell pidiéndole que explicara su hipótesis. Williams luego descubrió que Mitchell había incluido algunas de sus explicaciones en sus escritos sin hacer referencia a su correspondencia. En 1978, Mitchell recibió el Premio Nobel de Química por su teoría de la quimiosmosis, publicada en 1961, definida como la síntesis de ATP a través de un gradiente de proteínas a través de una membrana que da como resultado la condensación de fosfato para formar ATP. Estos eventos llevaron a una discusión inusualmente larga en la literatura, agravada por el Premio Nobel, sobre la prioridad de la idea de la síntesis de ATP a través de enlaces electroquímicos de protones.
Este año fue un punto de inflexión en la vida científica de Williams. Las colaboraciones anteriores con Valli y otros biólogos le dieron la confianza de que podría tener éxito en biología. Pero es necesario trabajar con proteínas directamente. En 1965-66, Bob pasó el año académico en la Escuela de Medicina de Harvard. Bob dio una conferencia en un curso de bioquímica para estudiantes de medicina graduados. También leyó mucho en la biblioteca y comenzó a investigar con el profesor Gene Kennedy. [10] Bob rechazó una beca en química y pidió una beca en bioquímica. La gerencia de Wadham accedió a regañadientes, pero solo con la condición de que recortaran los salarios. Desde 1966, Bob Williams se ha convertido en bioquímico en docencia e investigación. Implementó activamente sus ideas en el Oxford Enzyme Group, que se estableció oficialmente en octubre de 1969. Bob Williams aplicó la tecnología de RMN para estudiar la estructura y la dinámica de las metaloproteínas. En 1972 fue elegido para una beca de la Royal Society, y en 1974 fue nombrado profesor en la Royal Napier Society, relevándolo de todas sus funciones docentes y otorgándole el tiempo necesario para la investigación. Con su equipo, desarrolló métodos para unir picos de RMN a residuos específicos, utilizando el paramagnetismo de cofactores metálicos endógenos, incluido el hemo en el citocromo, así como iones lantánidos como reactivos exógenos de cambio y expansión. Las señales de los residuos aromáticos permitieron medir el grado de movilidad rotacional tanto en la superficie como en el interior de la proteína, proporcionando la primera evidencia del movimiento relativo de las hélices α de la proteína. Usando lisozima como modelo con técnicas de RMN pulsada para medir tasas metabólicas lentas, movimientos de grupos locales y segmentos pequeños, demostró la aplicación de estas técnicas para el reconocimiento y unión rápidos de sustratos. También se han estudiado las transiciones orden-desorden en respuesta a la unión de iones de calcio y zinc en calmodulina, osteocalcina y metalotioneína. [11] [12]
Otra área de interés para Williams desde 1970 han sido los minerales biológicos. Comenzó a estudiar la mineralización biológica de carbonato de calcio, sílice y óxidos de hierro, entre otros.Los experimentos iniciales mostraron que era bastante fácil hacer crecer cristales como sales de plata dentro de pequeños compartimentos, incluidos los liposomas. El grupo de Bob estudió Acantharia, organismos que producen exoesqueletos a partir de espículas de sulfato de estroncio, y algas verdes, desmids, que usan sulfato de bario. El exoesqueleto de Acantharia consta de 20 espinas, cada una de las cuales es un solo cristal de sulfato de estroncio, que se irradian desde un punto hacia la superficie de la esfera. Se sabía que el silicio, uno de los elementos más abundantes en la Tierra, tenía poco uso para los animales o las plantas de hoja ancha, pero sí para las hierbas. Bob concluyó que las plantas usan sílice como material de construcción [13] para endurecer sus estructuras porque la savia ácida de la planta tiene una acidez de aproximadamente 5 en comparación con la de los fluidos circulantes de los animales, que es de aproximadamente 7,5. A un pH bajo en el jugo, los carbonatos de calcio (cáscara) y los fosfatos (huesos) son demasiado solubles para precipitar, mientras que la solubilidad de la sílice es independiente del pH en este rango. Bob se jubiló en 1991, renunció como profesor en la Royal Napier Society y dejó de investigar en el laboratorio.
Durante la mayor parte de su trabajo científico, Williams enseñó química inorgánica a estudiantes universitarios en Wadham. [14] La comprensión obtenida de la investigación le permitió comenzar a sistematizar el tema con el tiempo. Junto con su colega Courtney Phillips, Bob se comprometió a escribir un sólido libro de texto. El libro se creó durante varios años y se basó en un año de conferencias para estudiantes de Oxford. Su curso de conferencias mantuvo una asistencia muy alta, y los dos disertantes que asistieron a cada conferencia a menudo fueron recompensados con aplausos. Dos volúmenes fueron publicados en 1965 y 1966 por Oxford University Press. Estos libros han sido ampliamente reconocidos tanto por estudiantes como por profesores.
Williams fue nominado para uno de los premios más importantes: la Orden del Imperio Británico en 2010 por sus servicios a la sociedad en North Oxford [1] Fue elegido miembro de la Royal Society en 1972. Elegido miembro extranjero de las Academias de Ciencias de Suecia, Portugal, Checoslovaquia y Bélgica. Dos veces recibió la Medalla de la Sociedad Bioquímica, la Royal Society (dos veces), la Royal Society of Chemistry (tres veces), la European Biochemical Society (dos veces). [quince]
Durante su estancia en Uppsala en 1950, Bob conoció a Jelly Beukley, una estudiante de idiomas. Se casaron en julio de 1952. Pronto Jelly se instaló en Oxford con Robert. Al final de sus estudios, Jelly dio a luz a su primer hijo, Tim. Dos años después, Bob tuvo un segundo hijo, John. Más tarde, Tim se casó con Nick, un médico de familia. Tuvieron tres hijos: Nuala, Kirsten y Jack. Bob disfrutó mucho pasar tiempo con sus hijos y especialmente con sus nietos. En varios días festivos, ideó varios entretenimientos activos para sus nietos, y también hizo regalos con sus propias manos, que aún conserva su familia.
Robert Williams era una persona enérgica y franca. Siempre defendió claramente sus ideas, a pesar de las insignias del oponente. Y lo hizo incluso desde muy joven. No le gustaba mucho trabajar en el laboratorio, prefiriendo pensar solo o con científicos fuera de su disciplina. Constantemente necesitaba recopilar conocimientos de diferentes áreas de la química y la ciencia biológica, para encontrar conexiones entre hechos dispares. Pero esta fue precisamente su gran fortaleza: en la asimilación de un amplio campo de conocimiento y la comparación de hechos incomparables.