Роберт К. Крейн

американский биохимик

Роберт Келлог Крейн (20 декабря 1919 — 31 октября 2010) — американский биохимик , наиболее известный своим открытием котранспорта натрия и глюкозы .

Ранний период жизни

Крейн родился 20 декабря 1919 года в Пальмире, штат Нью-Джерси , в семье архитектора и инженера Уилбура Фиске Крейна-младшего и Мэри Элизабет Макхейл Крейн. Он внук брата Стивена Крейна Уилбура. ^[1]

В 1942 году он получил степень бакалавра наук в Вашингтонском колледже . После службы на флоте во время Второй мировой войны Крейн изучал биохимию у Эрика Болла в Гарварде с 1946 по 1949 год, затем провел год у Фрица Липмана в Гарвардской медицинской школе и получил степень доктора медицинских наук в 1950 году.

Карьера

Он присоединился к кафедре биологической химии Карла Кори в Медицинской школе Вашингтонского университета в Сент-Луисе, где он начал свой долгий интерес к метаболизму глюкозы и работал до 1962 года. После этого он был профессором и заведующим кафедрой биохимии в Чикагской медицинской школе до 1966 года, а затем стал профессором и заведующим кафедрой физиологии и биофизики в Медицинской школе Ратгерса (теперь известной как Медицинская школа Роберта Вуда Джонсона ) Университета медицины и стоматологии Нью-Джерси до 1986 года. Он получил степень доктора наук в Вашингтонском колледже в 1982 году. ^[2]

В 1950-х годах Крейн сыграл центральную роль в установлении того, что транспорт глюкозы в клетку является первым шагом в метаболизме глюкозы и его контроле. Он продемонстрировал, что ни механизм фосфорилирования - дефосфорилирования , ни другие ковалентные реакции не объясняют транспорт глюкозы в кишечнике.

Модель котранспортного сопряжения транспорта глюкозы к Na ⁺ насосу посредством Na ⁺ цепи. Перерисовано из Crane et al. ^{[2] [3]}

В августе 1960 года в Праге Крейн впервые представил свое открытие котранспорта натрия и глюкозы как механизма всасывания глюкозы в кишечнике. ^[3] Котранспорт был первым в истории предположением о сопряжении потоков в биологии и стал самым важным событием, касающимся всасывания углеводов в 20 веке. ^{[4] [5]}

Открытие Крейном котранспорта привело непосредственно к разработке оральной регидратационной терапии . ^{[6] [7]} Это лечение компенсирует потерю воды и электролитов, вызванную холерой, с помощью солевого раствора, содержащего глюкозу, который ускоряет всасывание воды и электролитов. Это возможно, поскольку холера не мешает котранспорту натрия и глюкозы. ^{[8] [9]}

Пероральная регидратационная терапия спасает жизни миллионов больных холерой в слаборазвитых странах с 1980-х годов. ^[10] В 1978 году журнал The Lancet писал: «Открытие того, что транспорт натрия и транспорт глюкозы сопряжены в тонком кишечнике, так что глюкоза ускоряет всасывание растворенных веществ и воды, стало потенциально самым важным достижением медицины в этом столетии». ^[11]

Открытие Крейна также используется в блокбастерах, таких как СИОЗС Прозак , которые лечат депрессию путем ингибирования Na/серотониновых котранспортеров в мозге. Кроме того, крупные фармацевтические компании разрабатывают ингибиторы Na/глюкозных котранспортеров для лечения диабета и ожирения. ^[12]

Награды и почести

• Премия за выдающиеся достижения, Американская гастроэнтерологическая ассоциация , 1969. ^[13]
• Мемориальная лекция сэра Артура Херста, Британское общество гастроэнтерологии , 1969. ^[14]
• Лекторское отделение желудочно-кишечного тракта, Американское физиологическое общество , 1971. ^{[15] [16]}
• Премия доктора Гарольда Лэмпорта, Нью-Йоркская академия наук , 1977 г.
• Доктор наук ( honoris causa ), Вашингтонский колледж , 1982.
• Почетный председатель Международного симпозиума, посвященного 25-летию гипотезы градиента, Оссуа, Франция, 18, 19 и 20 сентября 1985 г. ^[17]

Избранные публикации

• Роберт К. Крейн и Анна К. Кельтч. «Стимуляция потребления кислорода бесклеточной окислительной системой, полученной из яиц морского ежа, динитрокрезолом и фосфатом». Журнал общей физиологии 32, 1949, стр. 503–509.
• Роберт К. Крейн и Эрик Г. Болл. «Факторы, влияющие на фиксацию C1402 тканями животных». Журнал биологической химии 188, 1951, стр. 819-832.
• Роберт К. Крейн и Эрик Г. Болл. «Связь фиксации C1402 с метаболизмом углеводов в сетчатке». Журнал биологической химии 189, 1951, стр. 269–276.
• Роберт К. Крейн и Фриц Липманн. «Взаимосвязь митохондриального фосфата с аэробным образованием фосфатных связей». Журнал биологической химии 201, 1953, стр. 245–246.
• Роберт К. Крейн и Фриц Липманн. «Влияние арсената на аэробное фосфорилирование». Журнал биологической химии 201, 1953, стр. 235–243.
• Роберт К. Крейн и Альберто Солс. «Связь гексокиназы с частицами фракций мозга и других гомогенатов тканей». Журнал биологической химии 203, 1953, стр. 273–292.
• Альберто Солс и Роберт К. Крейн. «Ингибирование гексокиназы мозга аденозиндифосфатом и сульфгидрильными реагентами». Журнал биологической химии 206, 1954, стр. 925–936.
• Роберт К. Крейн и Альберто Солс. «Неконкурентное ингибирование мозговой гексокиназы глюкозо-6-фосфатом и родственными соединениями». Журнал биологической химии 210, 1954, стр. 597–606.
• Альберто Солс и Роберт К. Крейн. «Субстратная специфичность мозговой гексокиназы». Журнал биологической химии 210, 1954, стр. 581–595.
• Роберт К. Крейн, Ричард А. Филд и Карл Ф. Кори. «Исследования проницаемости тканей I. Проникновение сахаров в клетки асцитной опухоли Эрлиха». Журнал биологической химии 224, 1957, стр. 649–662.
• Роберт К. Крейн и Т. Гастингс Уилсон. «Метод in vitro для изучения скорости всасывания сахаров в кишечнике». Журнал прикладной физиологии , т. 12, 1958, стр. 145–146.
• Стивен М. Крейн и Роберт К. Крейн. «Накопление D-галактозы против градиента концентрации срезами коркового вещества почек кролика». Журнал биологической химии 234, 1959, стр. 211–216.
• Роберт К. Крейн. «Всасывание сахаров в кишечнике». Physiological Reviews , т. 40, 1960, стр. 789–825.
• Роберт К. Крейн, Д. Миллер и И. Билер. «Ограничения возможных механизмов кишечного транспорта сахаров». В: Мембранный транспорт и метаболизм. Труды симпозиума, состоявшегося в Праге 22–27 августа 1960 г. Под редакцией А. Кляйнцеллера и А. Котыка. Чешская академия наук , Прага, 1961 г., стр. 439–449.
• Д. Миллер и Роберт К. Крейн. «Пищеварительная функция эпителия тонкого кишечника. 1. Внутриклеточный очаг гидролиза дисахарида и сахарофосфатного эфира». Biochimica et Biophysica Acta 52, 1961, стр. 281–293.
• Роберт К. Крейн. «Гипотеза механизма кишечного активного транспорта сахаров». Federation Proc. 21, 1962, стр. 891–895.
• Дэвид Миллер и Роберт К. Крейн. «Переваривание углеводов в тонком кишечнике». Американский журнал клинического питания 12, 1963, стр. 220–227.
• Александр Эйххольц и Роберт К. Крейн. «Исследования организации щеточной каемки в эпителиальных клетках кишечника I. Нарушение градиента плотности трис изолированных щеточных каемок хомяка и разделение фракций» Журнал клеточной биологии 26, 1965, стр. 687–691.
• Джейн Овертон, Александр Эйххольц и Роберт К. Крейн. «Исследования организации щеточной каемки в эпителиальных клетках кишечника II. Тонкая структура фракций трис-разрушенных щеточных каемок хомяка» Журнал клеточной биологии 26, 1965, стр. 693–706.
• Роберт К. Крейн. «Структурная и функциональная организация щеточной каемки эпителиальных клеток». Внутриклеточный транспорт, Symp. Intnl. Soc. Cell BioI. Т. 5, ред. Б. Уоррена, Academic Press, 1966, стр. 71–102.
• Александр Эйххольц, К. Э. Хауэлл и Роберт К. Крейн. «Исследования организации щеточной каемки в эпителиальных клетках кишечника VI. Связывание глюкозы с изолированными щеточными каемками кишечника и их субфракциями». Biochimica et Biophysica Acta 193, 1969, стр. 179–192.
• Роберт К. Крейн. «Перспектива пищеварительно-всасывающей функции». Американский журнал клинического питания 22, 1969, стр. 242–249.
• Роберт К. Крейн. «Размышления о механизме: экстаз транспорта». 21-е ежегодное заседание Гастроинтестинальной секции Американского физиологического общества , 1971, стр. 1–16.
• Александр Эйххольц и Роберт К. Крейн. «Выделение плазматических мембран из кишечных щеточных каемок в Методах энзимологии». Том 31, часть A, Биомембраны , С. Флейшер и Л. Пакер, Ред., Academic Press, 1974, стр. 123–134.
• Роберт К. Крейн. «Гипотеза градиента и другие модели активного транспорта, опосредованного переносчиками». Обзоры физиологии, биохимии и фармакологии , т. 78, 1977, стр. 99–159.
• Роберт К. Крейн. «Пищеварение и всасывание: водорастворимые органические вещества». Международный обзор физиологии, Гастроинтестинальная физиология II , т. 12, Роберт К. Крейн, ред., University Park Press, 1977, стр. 325–365.
• Роберт К. Крейн. «Структура и функции кишечника, связанные с токсичностью». Environmental Health Perspectives 33, 1979, стр. 3–8.
• Роберт К. Крейн. «Дорога к ионно-сопряженным мембранным процессам». Всесторонняя биохимия . Том 35: Избранные темы истории биохимии, Личные воспоминания . (Нейбергер, А., ван Динен, LLM и Семенга, Г., ред.), Elsevier , Амстердам, 1983, стр. 43–69.
• Роберт К. Крейн. «Вопросы». В: Труды международного симпозиума по 25 годам исследований мембраны щеточной каймы и связанного с градиентом транспорта Na+, Редакторы: Франциско Альварадо и др., симпозиум INSERM , № 26, Elsevier -North Holland, Амстердам, 1986, стр. 431–438.
• Роберт К. Крейн. «Роберт Келлог Крейн: воспоминания ученого». IUBMB Life , том 62, выпуск 8, август 2010 г., стр. 642–645.

Дальнейшее чтение

• CA Pasternak. «Взгляд назад на 30 лет». Bioscience Reports , том 13, № 4, 1993, стр. 183–190.
• Роберт Джозеф Пейтон Уильямс . «История образования АТФ под действием протонов». Bioscience Reports , том 13, № 4, 1993, стр. 193, 200–201, 203, 207.
• Дафна А. Кристи, Э. М. Танси (ред.). «Кишечная абсорбция». Wellcome Witnesses to Twentieth Century Medicine , том 8, The Wellcome Trust , Лондон, 2000, стр. 17–35.
• Стивен М. Кавица, Эрик Дж. Фремб и Алан С. Сигалк. «Исследования случаев холеры: уроки медицинской истории и науки». Йельский журнал биологии и медицины , том 72, выпуск 6, 1999, стр. 404.

Смотрите также

• Котранспорт
• Котранспортер
• Белки транспорта натрия и глюкозы
• Транспортер глюкозы
• Пероральная регидратационная терапия

Ссылки

1. Роберт К. Крейн. «Семейное наследие Стивена Крейна». Stephen Crane Studies 4.1, 1995.
2. Роберт К. Крейн. "Дорога к ионно-сопряженным мембранным процессам". В: Comprehensive Biochemistry . Vol 35: Selected Topics in the History of Biochemistry , Personal Recollections l. (Neuberger, A., van Deenen, LLM и Semenga, G., Eds.), Elsevier , Amsterdam, 1983, стр. 43–69. Модель котранспорта на стр. 64.
3. Роберт К. Крейн, Д. Миллер и И. Билер. «Ограничения возможных механизмов кишечного транспорта сахаров». В: Мембранный транспорт и метаболизм . Труды симпозиума, состоявшегося в Праге 22–27 августа 1960 г. Под редакцией А. Кляйнцеллера и А. Котыка. Чешская академия наук , Прага, 1961 г., стр. 439–449. Модель котранспорта на стр. 448.
4. Эрнест М. Райт и Эрик Турк. «Семейство котранспорта натрия и глюкозы SLC5». ^{[ нерабочая ссылка ]} Pflügers Arch 447, 2004, стр. 510. «Крейн в 1961 году первым сформулировал концепцию котранспорта для объяснения активного транспорта [7]. В частности, он предположил, что накопление глюкозы в эпителии кишечника через мембрану щеточной каемки связано с нисходящим транспортом Na ⁺ через щеточную каемку. Эта гипотеза была быстро проверена, уточнена и расширена [для] охвата активного транспорта разнообразного спектра молекул и ионов практически в каждый тип клеток».
5. Boyd, CA R. "Факты, фантазии и веселье в эпителиальной физиологии". Experimental Physiology , Vol. 93, Issue 3, 2008, p. 304. "Прозрение того времени, которое остается во всех современных учебниках, - это идея Роберта Крейна, первоначально опубликованная как приложение к симпозиумной статье, опубликованной в 1960 году (Crane et al. 1960). Ключевым моментом здесь было "сопряжение потоков", котранспорт натрия и глюкозы в апикальной мембране эпителиальной клетки тонкого кишечника. Полвека спустя эта идея превратилась в один из наиболее изученных из всех транспортных белков (SGLT1), котранспортер натрия и глюкозы".
6. CA Pasternak. "Взгляд назад на 30 лет". Bioscience Reports , том 13, № 4, 1993, стр. 187. Крейн: "Недавно я убедился, что эта формула транспорта глюкозы в кишечнике, связанного с ионами натрия, стала основой для разработки другими простого раствора глюкозы-хлорида натрия, принимаемого внутрь, который используется во всем мире для лечения жертв опасной для жизни диареи, такой как холера. Практическая разработка, основанная на моем небольшом фрагменте фундаментального исследования, спасла тысячи и тысячи жизней".
7. JD Snyder. «Может ли висмут улучшить простое решение проблемы диареи?» New England Journal of Medicine , том 328, выпуск 23, 1993, стр. 1705. «Открытие в середине 1960-х годов сопряженного транспорта натрия и глюкозы через слизистую оболочку кишечника привело непосредственно к разработке пероральной регидратационной терапии».
8. Артур С. Гайтон и Джон Э. Холл. Учебник медицинской физиологии . Elsevier Saunders, Филадельфия, 2006, стр. 814–816.
9. Канадское педиатрическое общество, Комитет по питанию. «Пероральная регидратационная терапия и раннее повторное кормление при лечении детского гастроэнтерита». Архивировано 04.09.2009 в Wayback Machine Paediatrics & Child Health , том 11, выпуск 8, 2006, стр. 527–531.
10. WB Greenough. Lancet 345, июнь 1995 г., стр. 1568. «Спасающая жизнь сила пероральной регидратационной терапии была впервые продемонстрирована на пациентах с холерой. К 1971 г. было достаточно знаний, чтобы снизить смертность с 40% до менее 3% даже в хаотичных полевых условиях — «Теперь применяемый при всех диарейных заболеваниях, он спасает жизни более миллиона детей в год, а при полном использовании мог бы спасать 3–4 миллиона жизней каждый год».
11. Редакционная статья. «Вода с сахаром и солью». Lancet 2 , 5 августа 1978 г., стр. 300–301.
12. "High Rider достигает принципиального соглашения с французской биофармацевтической компанией". PR Newswire , 9 октября 2007 г. "High Rider Capital Inc. (...) [будет] разрабатывать химический процесс для достижения синтеза нового класса ингибиторов натрий-глюкозного котранспортера (...) для лечения диабета 2 типа, ожирения и других возможных применений метаболического синдрома".
13. Премия за выдающиеся достижения ^{[ постоянная мертвая ссылка ]} . Американская гастроэнтерологическая ассоциация , 2008, стр. 2. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
14. "Британское общество гастроэнтерологии". Gut , том 10, 1969, стр. 1044. "Лекция памяти сэра Артура Херста "Пищеварение и всасывание на мембране щеточной каймы: урок функциональной организации" была прочитана доктором Робертом К. Крейном (Медицинская школа Ратгера, Нью-Джерси, США)".
15. "Американское физиологическое общество". ^{[ мертвая ссылка ]} Пищеварительные заболевания и науки , т. 16, № 4, 1971, стр. 332. "Доктор Роберт К. Крейн, кафедра физиологии, Медицинская школа Ратгерса , прочтет двадцать первую ежегодную лекцию для желудочно-кишечного отдела Американского физиологического общества в четверг, 15 апреля 1971 года, в 20:00 в отеле Conrad Hilton во время весеннего заседания Федерации американских обществ экспериментальной биологии в Чикаго, штат Иллинойс. Название его лекции - Размышления о механизме: экстаз транспорта ."
16. Роберт К. Крейн. «Размышления о механизме: экстаз транспорта». 21-е ежегодное заседание Гастроинтестинальной секции Американского физиологического общества , 1971, стр. 1–16.
17. Роберт К. Крейн. «Вопросы». В: Труды международного симпозиума по 25 годам исследований мембраны щеточной каймы и связанного с градиентом транспорта Na+, Редакторы: Франциско Альварадо и др., симпозиум INSERM , № 26, Elsevier -North Holland, Амстердам, 1986; стр. 431–438.

Внешние ссылки

• Видеоинтервью Роберта К. Крейна Мартину Фрэнку, доктору философии, 17 ноября 2009 года для проекта «Живая история физиологии» Американского физиологического общества . В этом интервью Крейн описывает свое обучение, карьеру и профессиональные взаимодействия.
• «За живую историю» Роберта К. Крейна: статья для проекта «Живая история физиологии» Американского физиологического общества .
• Список опубликованных работ Роберта К. Крейна для проекта «Живая история физиологии» Американского физиологического общества .