stringtranslate.com

Алан Р. Баттерсби

Сэр Алан Раштон Баттерсби (4 марта 1925 г. – 10 февраля 2018 г.) был английским химиком-органиком, наиболее известным своей работой по определению химических промежуточных продуктов в биосинтетическом пути витамина B12 и механизмов реакций участвующих ферментов . Его исследовательская группа также была известна своим синтезом радиоактивно меченных предшественников для изучения биосинтеза алкалоидов и стереохимии ферментативных реакций . Он получил множество наград, включая Королевскую медаль в 1984 году и медаль Копли в 2000 году. Он был посвящен в рыцари в 1992 году на новогодних почестях . Баттерсби умер в феврале 2018 года в возрасте 92 лет. [1]

Ранняя жизнь и образование

Алан Баттерсби родился в Ли, Ланкашир , 4 марта 1925 года, он был одним из трех детей Уильяма Баттерсби, мастера-сантехника, и его жены Хильды, урожденной Раштон. [2] В возрасте 11 лет он поступил в среднюю школу Ли, где его воспитывал и поощрял его учитель химии, мистер Эванс. Он продолжил бы свое обучение в шестом классе, если бы к шестнадцати годам не началась Вторая мировая война , и он решил, что должен присоединиться к военным усилиям, работая в BICC на их местной фабрике. Вскоре он пришел к выводу, что это решение было ошибкой, и поэтому использовал свое свободное время, чтобы учиться самостоятельно в Техническом колледже Солфорда для получения Сертификата о высшем образовании , который требовался для поступления в университет. [2] [3] [4] В октябре 1943 года Баттерсби занял свое место на химическом факультете Манчестерского университета , выиграв стипендию для поддержки своего обучения в бакалавриате. Он окончил университет с отличием в 1946 году и в том же году получил стипендию Mercer Chemistry Research Scholarship (названную в честь Джона Мерсера ) и грант DSIR . Эти награды позволили ему получить степень магистра наук (Манчестер) в 1947 году под руководством доктора Хэла Т. Опеншоу. Когда Опеншоу был назначен доцентом в Университете Сент-Эндрюса , они оба переехали туда, и Баттерсби получил докторскую степень, которая была присуждена в 1949 году. [5] Его сразу же назначили ассистентом лектора в Сент-Эндрюсе. [3] Это первое назначение длилось с 1949 по 1953 год, но было прервано на два года из-за стипендии Commonwealth Fund Fellowship, которую он получил для постдокторского обучения в Соединенных Штатах. Первый год он провел с Лайманом К. Крейгом в Рокфеллеровском институте медицинских исследований , Нью-Йорк , работая над пептидными антибиотиками тироцидином и грамицидином S. На втором году обучения он перешел на кафедру биохимии Иллинойсского университета , где работал с Гербертом Картером над фактором окисления пирувата . [6] [7] [a]

Дальнейшая карьера

В 1954 году Баттерсби был назначен лектором в Университет Бристоля, где он оставался до 1962 года. Это был период, когда была создана его собственная исследовательская группа докторантов и постдокторантов. В 1962 году он был назначен профессором химии в Ливерпульском университете , пока в 1969 году он не перешел на профессорскую должность в Кембриджский университет и не стал членом колледжа Св. Екатерины . В то время это была вторая кафедра органической химии в университете, созданная специально для него; лорд Тодд тогда занимал первую. В 1988 году профессор Баттерсби был избран на престижную кафедру химии 1702 года на своем факультете и занимал этот пост до выхода на пенсию в 1992 году, когда ему был предоставлен статус почетного профессора в своем колледже и факультете, отражающий его выдающиеся заслуги. [6] [7] [8]

Исследовать

Полный результат работы Баттерсби был опубликован в более чем 350, в основном рецензируемых , статьях. [9] Его исследования, особенно в Кембридже, приняли очень совместный подход, который был необходим, учитывая длительный период времени предпринятых амбициозных проектов. Помимо его аспирантов и постдокторантов, которые участвовали обычно в течение одного-трех лет, группа Баттерсби включала других членов академического персонала кафедры, в частности Джима Стонтона , Теда Макдональда и Финиана Липера . [10] Группа финансировалась за счет внешних грантов, в том числе от SERC , EPSRC , Leverhulme Trust , Hoffman-La Roche , Wolfson Foundation и Zeneca . [10]

Алкалоиды

Алкалоиды — это группа природных химических соединений, которые в основном содержат основные атомы азота . Они обладают широким спектром фармакологической активности , что сделало их значительным интересом для исследователей. До 1950-х годов эксперименты, часто включающие химическую деградацию и частичный или полный синтез возможных структур, были необходимы для определения их химической идентичности , которую из-за их стереохимии часто было трудно полностью описать. [11] Так, например, было в случае эметина , используемого для лечения амебных инфекций и являющегося предметом докторской диссертации Баттерсби. [5] Как он позже прокомментировал [7]

«В ходе этой работы было израсходовано около 100 г эметина; современные инструменты позволили бы определить структуру эметина максимум за три дня, используя около 10 мг извлекаемого материала (в 365 раз быстрее и используя в 10 000 раз меньше материала)».

Этими инструментами являются теперь уже известные масс-спектрометрия , многоатомная ядерная магнитно-резонансная спектроскопия и рентгеновская кристаллография : при применении к алкалоидам они позволили прояснить взаимосвязи в структурных подтипах. Это означало, что внимание могло переключиться на понимание биосинтетических путей, посредством которых эти материалы производятся в бактериях , грибах , растениях и животных , у которых они обнаружены. В 1937 году Зондерхофф и Томас показали, как ацетат, меченный дейтерием , может быть использован для исследования биосинтеза жиров и стероидов; [12] к 1950 году ацетат, меченный 13 C и 14 C, был включен в холестерин . [13] Баттерсби понял, что эти методы можно использовать для изучения биосинтеза алкалоидов, и что это было своевременно, поскольку простые одноуглеродные предшественники стали коммерчески доступными. Используя радиоактивно меченые исходные материалы, включающие тритий или, в особенности, 14 C, для отслеживания промежуточных продуктов на пути, он определил последовательность, в которой были образованы множественные алкалоиды, обнаруженные вместе в данном организме. Например, было показано, что биосинтез морфина происходит из L- тирозина через ретикулин , салютаридин , тебаин , кодеинон и кодеин . [14] [15] Группа Баттерсби работала над многими другими алкалоидами, например, колхицином (из осеннего шафрана Colchicum autumnale ), который используется для лечения подагры . Было показано, что он получен из аминокислот фенилаланина и тирозина через (S)-autumnaline. [16] Аналогичным образом, было показано, что биосинтез индольных алкалоидов аймалицина , коринантеала, катарантина и виндолина включает предшественников триптамина и логанина . [17] К удивлению Алана Баттерсби, было показано, что хинин , противомалярийный препарат, происходит из коринантеала, хотя он и не разделяет его индольную субструктуру. [7]

Биосинтез «Пигментов жизни»

Профессор Алан Баттерсби читает лекцию о биосинтезе порфиринов.

Баттерсби, прежде всего, известен своими исследованиями биосинтеза «пигментов жизни», которые построены на тесно связанных тетрапиррольных структурных каркасах . Его исследовательская группа выяснила, в частности, существенную роль, которую играют два фермента, дезаминаза и косинтетаза , на этапах от аминолевулиновой кислоты через порфобилиноген и гидроксиметилбилан до уропорфириногена III . Последний является первым макроциклическим промежуточным продуктом в биосинтезе гема , хлорофилла , витамина B12 ( кобаламина), сирогема и кофактора F430 . Работа включала тщательное изучение меченых промежуточных продуктов с использованием дейтерия , трития , 13 C и 14 C, помещенных в потенциальные предшественники, полученные путем органического или ферментативного синтеза . Наиболее успешной стратегией было включение стабильного изотопа 13 C в потенциальные субстраты, поскольку результат биохимических реакций (например, получение уропорфириногена III ) можно было легко отследить с помощью высокопольного 13 C ЯМР . Использование группой Баттерсби дважды меченого 13 C порфобилиногена было особенно показательным для стадии перегруппировки, которая озадачила тех, кто хотел понять детали биосинтеза уропорфириногена III. [18] [19] Основываясь на этих результатах, Баттерсби предположил, что промежуточное соединение спиро-пирроленина образуется в активном центре косинтетазы, и для доказательства этого механизма его группа разработала и синтезировала аналог спиро-лактама, который, как было действительно показано, ингибирует фермент. [20]

Профессор Алан Баттерсби в своем кабинете на кафедре в Кембридже .

Более поздние шаги в направлении витамина B 12 , особенно включение дополнительных метильных групп его структуры, были исследованы с использованием метил-меченого S-аденозилметионина . Только после того, как был использован генетически модифицированный штамм Pseudomonas denitrificans , в котором восемь генов, участвующих в биосинтезе кобаламина, были сверхэкспрессированы , можно было определить полную последовательность метилирования и других этапов, таким образом полностью установив все промежуточные продукты в пути. [7] [21] [22] [23] Как написал Баттерсби в своей обзорной статье в Accounts of Chemical Research [24]

«Можно оценить колоссальные усилия, приложенные группами Аригони , Баттерсби, Фрэнсиса Бланша, Владимира Быховски, Джоэла Крузе, Герхарда Мюллера и А. Яна Скотта; К. Бернхауэр и Дэвид Шемин также внесли свой ранний вклад».

Натуральные продукты Haem и их аналоги

Это типичный лабораторный стол, который использовался аспирантом в группе Баттерсби в 1976 году. Он находился в лаборатории 122 химического факультета .

Работа группы Баттерсби по биосинтезу природных продуктов, связанных с гемом, включала значительный органический синтез . Например, они произвели полностью синтетический гем a , [25] гем d1 [26] и сирогидрохлорин . [27] Другой задачей, требующей чистого синтеза, было исследование функции ферментов , которые содержали лиганды, связанные с порфирином, или (в случае гемоглобина ) использовали гем для транспорта кислорода , имитируя эти свойства без обращения к белку , который в природе окружает активный сайт . Баттерсби решил исследовать имитаторы для миоглобина и цитохрома P450 , разрабатывая искусственные мишени, в которых был синтезирован один металлосодержащий координационный комплекс , и его поведение сравнивалось с естественной системой, которую он заменял. Целями малых молекул были порфирины, несущие заместители в положениях, где они вряд ли будут мешать электронным свойствам металлического комплекса. К моменту его выхода на пенсию в 1992 году эта область химии стала очень активной. [28] [29]

Стереохимия ферментативных реакций

Работа, описанная выше, является подмножеством более широкой области, которая пытается понять стереохимию и механизм ферментативного катализа . Группа Баттерсби использовала свой опыт в использовании субстратов, меченных тритием , для исследования ряда ферментных систем, например, гистидиндекарбоксилазы и тирозиндекарбоксилазы . [15]

Личная жизнь

Баттерсби женился на Маргарет Рут, урожденной Харт, в 1949 году. Она была ботаником по профессии, которая умерла от рака в 1997 году. У них было двое сыновей, Мартин и Стивен, четверо внуков, а после смерти Маргарет у Алана появилось трое правнуков. На пенсии он увлекался походами и рыбалкой нахлыстом , но также поддерживал связь со своими многочисленными коллегами и бывшими студентами. [3] [4] [30]

Почести и награды

Баттерсби получил почетные докторские степени от своей альма-матер , Университета Сент-Эндрюс , в 1977 году, [31] Рокфеллеровского университета , Университета Шеффилда в 1986 году, [32] Университета Хериот-Уотта в 1987 году, [33] Бристольского университета в 1994 году [34] и Ливерпульского университета в 1994 году. [35] В 1988 году он был избран иностранным почетным членом Американской академии искусств и наук , [36] и иностранным членом Национальной академии наук Индии в 1990 году. Он был награжден премией Вольфа по химии вместе с Дуилио Аригони из Швейцарской высшей технической школы Цюриха в 1989 году за «их фундаментальный вклад в выяснение механизма ферментативных реакций и биосинтеза природных продуктов, в частности пигментов жизни». [37]

Награждение медалью Копли Королевского общества было произведено:

В знак признания его новаторской работы по выяснению подробных биосинтетических путей ко всем основным семействам растительных алкалоидов. Его подход, который является парадигмой для будущих биосинтетических исследований сложных молекул, объединяет работу по изоляции, определение структуры, синтез, изотопную маркировку и спектроскопию, особенно продвинутый ЯМР, а также генетику и молекулярную биологию. Это впечатляющее исследование раскрыло весь путь к витамину B12. [43]

Ссылки

Примечания

  1. ^ Ссылка [7] по сути является автобиографией сэра Алана Баттерсби . Первоначально составленная в 2002 году для ведомственного симпозиума, она представляет собой откровенный отчет о его научном путешествии от детства до старости. Расширенная глава книги, опубликованная в 2005 году, была «написана для неспециалистов» и включает в себя множество идей о выборе и решениях, которые он принимал, например, о переходе от химии алкалоидов к «пигментам жизни».

Ссылки

  1. ^ "Профессор сэр Алан Баттерсби (1925-2018)". Колледж Св. Екатерины, Кембридж . Получено 1 мая 2018 г.
  2. ^ ab Leeper, Finian; McDonald, Ted (2022). «Баттерсби, сэр Алан Раштон (1925–2018), органический химик». Оксфордский национальный биографический словарь . doi : 10.1093/odnb/9780198614128.013.90000380419. ISBN 978-0-19-861412-8.
  3. ^ abc "Празднование 90-летия сэра Алана Баттерсби". St Catharine's College, Кембридж . 21 марта 2015 г. Получено 1 мая 2018 г.
  4. ^ ab "Некролог Баттерсби в газете The Times". The Times . 3 февраля 2018 г. Получено 1 мая 2018 г.
  5. ^ ab Battersby, Alan R. (1949). Исследования структуры эметина (PhD). Университет Сент-Эндрюс . hdl :10023/11240.
  6. ^ ab Thompson, S.; Wilson, AJ; Battersby, AR (2013). "Краткая биография AR Battersby". Organic & Biomolecular Chemistry . 11 (37). Royal Society of Chemistry : 6236–6241. doi : 10.1039/C3OB90109B. PMID  23963504. Архивировано из оригинала 11 мая 2018 г. Получено 1 мая 2018 г.
  7. ^ abcdef Баттерсби, Алан (2005). «Глава 11: Открытие чуда того, как Природа строит свои молекулы». В Арчер, Мэри Д .; Хейли, Кристофер Д. (ред.). Кафедра химии 1702 года в Кембридже: трансформация и изменение . Cambridge University Press. стр. xvi, 257–282. ISBN 0-521-82873-2.
  8. ^ «Вспоминая сэра Алана Баттерсби». Химический факультет Кембриджского университета . Получено 1 мая 2018 г.
  9. ^ "Alan Rushton Battersby publications". Academictree.org . Получено 21 июля 2020 г. .
  10. ^ ab "Результаты Google Scholar для AR Battersby".
  11. ^ Manske RHF; Holmes HL, ред. (1952). Алкалоиды: химия и физиология, том II . Academic Press. ISBN 978-1-4832-2197-7.
  12. ^ Сондерхофф, Р.; Томас, Х. (1937). «Ферментативная дегидрирование тридейтеро-эссигзауры». Либигс Анн. Хим . 530 : 195–213. дои : 10.1002/jlac.19375300116.
  13. ^ Little, HN; Bloch, K. (1950). «Исследования использования уксусной кислоты для биологического синтеза холестерина». J. Biol. Chem . 183 : 33–46. doi : 10.1016/S0021-9258(18)56441-3 .
  14. ^ Бартон, Д. Х. Р.; Баттерсби, А. Р.; и др. (1965). «Исследования биосинтеза морфиновых алкалоидов». J. Chem. Soc . 65 : 2423–2438. doi : 10.1039/JR9650002423. PMID  14288334.
  15. ^ ab Battersby, Alan R. (1972). «Применение тритиевой маркировки для исследования биохимических механизмов». Acc. Chem. Res . 5 (4): 148–154. doi :10.1021/ar50052a005.
  16. ^ «Документы группы Баттерсби о колхицине».
  17. ^ Герберт, Ричард Б. (2001). «Биосинтез растительных алкалоидов и азотистых микробных метаболитов». Nat. Prod. Rep . 18 (1): 50–65. doi :10.1039/A809393H. PMID  11245400.
  18. ^ Баттерсби, Алан Р.; Фукс, Кристофер Дж. Р.; Мэтчем, Джордж У. Дж.; Макдональд, Эдвард (1980). «Биосинтез пигментов жизни: формирование макроцикла». Nature . 285 (5759): 17–21. Bibcode :1980Natur.285...17B. doi : 10.1038/285017a0 . PMID  6769048. S2CID  9070849.
  19. ^ Франк, С.; и др. (2005). «Анаэробный синтез витамина B12: характеристика ранних этапов пути». Труды биохимического общества . 33 (4): 811–814. doi :10.1042/BST0330811. PMID  16042604.
  20. ^ Stark, WM; Hawker, CJ; et al. (1993). «Биосинтез порфиринов и родственных макроциклов. Часть 40. Синтез спиролактама, связанного с предложенным спиропромежуточным соединением для биосинтеза порфиринов: ингибирование косинтетазы». J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1 (23): 2875–2892. doi :10.1039/P19930002875.
  21. ^ ab Battersby, AR (1985). «Биосинтез пигментов жизни». Proc. R. Soc. Lond. B . 225 (1238): 1–26. doi :10.1098/rspb.1985.0047. PMID  2863821. S2CID  2022475.
  22. ^ Баттерсби, AR (1993). «Как природа создает пигменты жизни» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 65 (6): 1113–1122. doi :10.1351/pac199365061113. S2CID  83942303.
  23. ^ Баттерсби, AR (2000). «Тетрапирролы: пигменты жизни. Обзор тысячелетия». Nat. Prod. Rep . 17 (6): 507–526. doi :10.1039/B002635M. PMID  11152419.
  24. ^ Баттерсби, Алан Р. (1993). «Биосинтез витамина B12». Acc. Chem. Res . 26 : 15–21. doi :10.1021/ar00025a003.
  25. ^ Баттерсби, Алан Р.; Макдональд, Эдвард; Томпсон, Мервин; Чаудхри, Иршад А.; Клези, Питер С.; Фукс, Кристофер Дж. Р.; Хай, Тон Тат (1985). «Выделение, кристаллизация и синтез диметилового эфира порфирина а, не содержащей железа простетической группы цитохром с оксидазы». Журнал химического общества, Perkin Transactions 1 : 135. doi :10.1039/P19850000135.
  26. ^ Миклфилд, Джейсон; Бекманн, Мэрион; Макман, Ричард Л.; Блок, Майкл Х.; Липер, Финиан Дж.; Баттерсби, Алан Р. (1997). «Haem d1: Стереоселективный синтез макроцикла для установления его абсолютной конфигурации как 2R,7R 1». Журнал химического общества, Perkin Transactions 1 (14): 2123–2138. doi :10.1039/A700655A.
  27. ^ Блок, Майкл Х.; Циммерман, Стивен К.; Хендерсон, Грэм Б.; Тернер, Саймон ПД; Вествуд, Стивен В.; Липер, Финиан Дж.; Баттерсби, Алан Р. (1985). «Синтезы, имеющие отношение к биосинтезу витамина B12: синтез сирогидрохлорина и его октаметилового эфира». Журнал химического общества, Химические коммуникации (16): 1061. doi :10.1039/C39850001061.
  28. ^ Морган, Б.; Долфин, Д. (1987). "Синтез и структура биомиметических порфиринов". В Buchler, JW (ред.). Комплексы металлов с тетрапиррольными лигандами I. Структура и связь, т. 64. Springer. doi :10.1007/BFb0036791. ISBN 978-3-540-17531-5.
  29. ^ Болдуин, Дж. Э.; Перлмуттер, П. (1984). «Мостиковые, шапированные и огражденные порфирины». В Фёгтле, Дж. Ф.; Вебер, Э. (ред.). Host Guest Complex Chemistry III. Topics in Current Chemistry, т. 121. Springer. стр. 181–220. doi :10.1007/3-540-12821-2_6. ISBN 978-3-540-12821-2.
  30. ^ Макдональд, Тед; Липер, Финиан. «Некролог Алана Баттерсби». Кафедра химии, Кембриджский университет . Получено 20 мая 2018 г.
  31. ^ "Masterlist - Honorary Graduates 1921-2012" (PDF) . www.st-andrews.ac.uk . Архивировано из оригинала (PDF) 5 марта 2016 года . Получено 1 мая 2018 года .
  32. ^ "Почетные выпускники" (PDF) . www.sheffield.ac.uk . Архивировано из оригинала (PDF) 29 октября 2013 г. . Получено 1 мая 2018 г. .
  33. ^ "Университет Хериот-Уотт в Эдинбурге: Почетные выпускники" (PDF) . www.hw.ac.uk . Получено 1 мая 2018 г. .
  34. ^ "Почетные степени". www.bristol.ac.uk . Архивировано из оригинала 19 апреля 2018 года . Получено 1 мая 2018 года .
  35. ^ "Почетные выпускники Ливерпульского университета" (PDF) . www.liverpool.ac.uk . Архивировано из оригинала (PDF) 20 февраля 2020 г. . Получено 1 мая 2018 г. .
  36. ^ "Book of Members, 1780-2010: Chapter B" (PDF) . Американская академия искусств и наук . Получено 1 мая 2018 г. .
  37. ^ ab "Премия Вольфа по химии". Фонд Вольфа . Получено 1 мая 2018 г.
  38. ^ "Предыдущие победители премии RSC Corday-Morgan Prize". Королевское химическое общество . Получено 1 мая 2018 г.
  39. ^ "Предыдущие победители премии RSC Tilden Prize". Королевское химическое общество . Получено 1 мая 2018 г.
  40. ^ "Баттерсби, Алан Раштон - Сертификат об избрании членом Королевского общества". Королевское общество . Архивировано из оригинала 8 июля 2019 года . Получено 11 мая 2018 года .
  41. ^ "Победители премии имени Хьюго Мюллера". Королевское химическое общество . Получено 1 мая 2018 г.
  42. ^ "Лауреаты медали Флинтоффа". Королевское химическое общество . Получено 1 мая 2018 г.
  43. ^ abcd "Биография Алана Баттерсби на сайте Королевского общества". Королевское общество . Архивировано из оригинала 18 января 2021 года . Получено 17 февраля 2023 года .
  44. ^ "Получатели золотой медали Пауля Каррера". Университет Цюриха . Получено 1 мая 2018 г.
  45. ^ "Преподаватели премии Макса Тишлера". Гарвардский университет . Получено 1 мая 2018 г.
  46. ^ "Победители премии Natural Product Chemistry Award". Королевское химическое общество . Получено 1 мая 2018 г.
  47. ^ "Pedler Award Winners". Королевское химическое общество . Получено 1 мая 2018 г.
  48. ^ "Лауреаты премии Адамса". Американское химическое общество, Отделение органической химии . Получено 1 мая 2018 г.
  49. ^ "Лауреаты фонда Хавинга". Havinga Foundation.org . Получено 1 мая 2018 г. .
  50. ^ "Лауреаты премии Лонгстаффа". Королевское химическое общество . Получено 1 мая 2018 г.
  51. ^ "Победители Роберта Робинсона". Королевское химическое общество . Получено 1 мая 2018 г.
  52. ^ "Лауреаты премии Антонио Фельтринелли". www.lincei.it . Архивировано из оригинала 3 сентября 2012 года . Получено 1 мая 2018 года .
  53. ^ "Tyler Distinguished Lecturers". Фармацевтический колледж Университета Пердью . Получено 1 мая 2018 г.
  54. ^ "Новогодний список почестей 1992". The London Gazette .
  55. ^ "Лауреаты премии Августа Вильгельма фон Хофмана" . Gesellschaft Deutscher Chemiker . Проверено 1 мая 2018 г.
  56. ^ "Levinstein Memorial Lecturers". Общество химической промышленности . Получено 1 мая 2018 г.
  57. ^ "Tetrahedron Prize Winners". Elsevier . Получено 1 мая 2018 г.
  58. ^ "Лауреаты медали Инхоффена". Центр исследований инфекций имени Гельмгольца . Получено 1 мая 2018 г.
  59. ^ "Лауреаты премии Уэлча". Welch1.org . Получено 1 мая 2018 г. .
  60. ^ "Премия Роберта Бернса Вудворда за карьеру в области химии порфиринов". Общество порфиринов и фталоцианинов . Получено 1 мая 2018 г.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки