Juliusz Rebek - Julius Rebek

Juliusz Rebek

Julius Rebek, Jr. (ur. 11 kwietnia 1944) jest urodzonym na Węgrzech amerykańskim chemikiem i ekspertem od samoorganizacji molekularnej .

Rebek urodził się w 1944 roku w Beregszasz (Berehove) na Ukrainie , która w tym czasie była częścią Węgier , a od 1945 do 1949 mieszkał w Austrii. W 1949 roku wraz z rodziną wyemigrował do Stanów Zjednoczonych i osiedlił się w Topeka w stanie Kansas, gdzie ukończył liceum Highland Park. Rebek absolwentem University of Kansas z Bachelor of Arts stopnia w dziedzinie chemii. Rebek uzyskał tytuł magistra sztuki i doktora. w chemii organicznej z Massachusetts Institute of Technology w 1970 roku. Tam studiował peptydy pod kierunkiem DS Kempa.

Rebek był adiunktem na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles w latach 1970-1976. Tam opracował trójfazowy test dla reaktywnych półproduktów . W 1976 roku przeniósł się na Uniwersytet w Pittsburghu , gdzie opracował struktury przypominające szczeliny do badań nad rozpoznawaniem molekularnym . W 1989 wrócił do MIT, gdzie został profesorem chemii Camille Dreyfus i opracował syntetyczne , samoreplikujące się cząsteczki. W lipcu 1996 roku przeniósł swoją grupę badawczą do Scripps Research Institute, gdzie został dyrektorem Instytutu Biologii Chemicznej Skaggsa , gdzie kontynuuje pracę w dziedzinie rozpoznawania molekularnego i systemów samoorganizujących się.

Rebek jest członkiem Narodowej Akademii Nauk .

Test trójfazowy

Niezależne badania Rebeka rozpoczęły się w latach 70., od metody wykrywania reaktywnych związków pośrednich. Zostało to wynalezione przez zastosowanie odczynników związanych z polimerami . Prekursor reaktywnego związku pośredniego był kowalencyjnie przyłączony do jednej fazy stałej, podczas gdy pułapka była przyłączona do drugiego takiego podłoża. Gdy transfer ma miejsce między fazami stałymi, wymaga istnienia reaktywnego związku pośredniego, wolnego w roztworze, jak pokazano poniżej. Wśród reaktywnych indywiduów wykrytych w tym „Testie Trójfazowym” znalazły się cyklobutadien, tlen singletowy, monomeryczny metafosforan i acyloimidazole.

Maszyna molekularna

Model zasady Paulinga – kataliza przez maksymalne wiązanie do stanu przejściowego – został opracowany w 1978 roku. Wybrano procesy fizyczne, racemizację bipirydylu pokazaną poniżej. Struktura przejściowa zawiera koplanarne pierścienie arylowe, a siła wiązania — chelatowanie metalu przez bipirydyl — wykazuje maksymalne przyciąganie metalu/ligandu w geometrii koplanarnej. Wiązanie biarylowe działa jak punkt podparcia, a wiązanie indukuje naprężenie mechaniczne w innym miejscu cząsteczki. Była to jedna z pierwszych maszyn molekularnych, wirnik.

Syntetyczny model efektów allosterycznych

Inne bipirydyle i bifenyle zostały zaprojektowane w latach 80. jako syntetyczne modele efektów allosterycznych pokazane poniżej. Jeden obejmował dwa identyczne i mechanicznie sprzężone miejsca wiązania i wykazywał pozytywną kooperację w wiązaniu kowalencyjnych związków rtęci. Wirniki są nadal najczęstszymi modelami chemicznymi efektów allosterycznych i są obecne w wielu maszynach molekularnych stosowanych obecnie w innych laboratoriach.

Rozpoznawanie molekularne

Wysiłki w zakresie rozpoznawania molekularnego w latach 80. doprowadziły do ​​powstania podobnych do szczelin kształtów do rozpoznawania jonów, a zwłaszcza celów niejonowych. Używając pochodnych trikwasu Kempa, Rebek ułożył grupy funkcyjne, które „zbiegły się”, tworząc miejsce rozpoznania. Powyżej pokazano bisimid, który chelatuje adeninę w wodzie. Wersje z grupami karboksylowymi stały się szeroko stosowane gdzie indziej jako modele dla metaloenzymów (struktury XDK) oraz w laboratorium Rebeka do badania efektów stereoelektronicznych .

Samoreplikacja

W 1990 roku badania te zakończyły się syntetyczną, samouzupełniającą się formą, która działała jako szablon dla własnej formacji. Wykazał autokatalizę opartą na rozpoznaniu molekularnym i był pierwszym syntetycznym systemem, który wykazał prymitywny znak życia: samoreplikację. Tjivikua, T.; Ballester, P.; Rebek, J. (1990). „System samoreplikujący”. Czasopismo Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego . Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne (ACS). 112 (3): 1249–1250. doi : 10.1021/ja00159a057 . ISSN  0002-7863 . Szablon chwyta reagenty przez wiązanie wodorowe na obu końcach, jak wskazano poniżej. Samouzupełniający się „przepis” został powszechnie włączony do samoreplikujących się systemów zsyntetyzowanych w innych grupach badawczych.

Philip Ball w swojej książce Designing the Molecular World , twierdzi, że samoreplikujące się cząsteczki Rebeka mają pewne kryteria zarówno z kwasami nukleinowymi, jak i białkami, a ponadto „ich replikacje działają zgodnie z nowym rodzajem interakcji molekularnych, zamiast naśladować komplementarność par zasad nukleinowych. Można by to postrzegać jako wskazówkę, że być może DNA nie jest warunkiem sine qua no życia, a więc można sobie wyobrazić organizmy, które „żyją” według zupełnie innych zasad molekularnych”. Sugeruje, że Rebek był w stanie realizować ideę „ewolucji molekularnej” poprzez tworzenie sztucznych replikatorów, które można mutować… Znaczne podekscytowanie, które przywitało pracę Juliusa Rebeka, jest częściowo inspirowane możliwościami, jakie stwarza dla zbadania tego rodzaju procesów chemicznych, które doprowadziły do ​​pojawienia się życia na naszej planecie”.

Brytyjski etolog Richard Dawkins w swojej książce River out of Eden sugeruje, że replikujące się molekuły Rebeka „zwiększają możliwość równoległej ewolucji innych światów [do Ziemi], ale z fundamentalnie inną bazą chemiczną”.

Samodzielny montaż

Dzięki współpracy z Javierem de Mendoza w 1993 roku Rebek zdołał stworzyć samoskładającą się kapsułę. Tworzą się one odwracalnie, całkowicie otaczając cele drobnocząsteczkowe i stały się wszechstronnym narzędziem nowoczesnej fizycznej chemii organicznej . Występują w roztworze w równowadze iw warunkach otoczenia. Pełnią rolę nanometrycznych komór reakcji, środków stabilizujących odczynniki, źródeł „kompleksów w kompleksach” oraz przestrzeni, w których powstały nowe formy stereochemii. Zainspirowali także enkapsulację w innych grupach badawczych, które wykorzystują interakcje metal-ligand do samoorganizacji. Powyżej pokazano cylindryczną kapsułkę o wymiarach nanometrycznych; wybiera zgodnych gości pojedynczo lub w parach, gdy przestrzeń w środku jest odpowiednio wypełniona.

Zespół hermetyzujący azot

Richard Dawkins pisze o autokatalizie jako potencjalnym wyjaśnieniu abiogenezy w swojej książce The Ancestor's Tale z 2004 roku . Przytacza eksperymenty wykonywane przez Juliusza Rebek i jego kolegów z Instytutu Badawczego Scripps w Kalifornii, w którym połączone aminowej adenozyny i pentafluorofenylo ester z autocatalyst amino adenozyny trikwas estru (AATE). Jeden system z eksperymentu zawierał warianty AATE, które katalizowały ich syntezę. Eksperyment ten wykazał możliwość, że autokatalizatory mogą wykazywać konkurencję w populacji jednostek dziedzicznych, co można interpretować jako szczątkową formę doboru naturalnego.

Mimetyki powierzchni białka

W ostatnich latach Rebek rozwijał syntetyczne mimetyki powierzchni białek. Dzięki współpracy z Tamasem Bartfai wykazują one obiecującą aktywność biologiczną w zwierzęcych modelach chorób.

Zajmowane pozycje

  • 1970-1976: adiunkt, University of California Los Angeles, Los Angeles, CA
  • 1976-1979: profesor nadzwyczajny, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA
  • 1980-1989: profesor, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA
  • 1989-1991: profesor, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA
  • 1991-1996: Camille Dreyfus Prof. of Chemistry Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA
  • 1996-obecnie: dyrektor, Skaggs Institute for Chemical Biology, The Scripps Research Institute, La Jolla, CA

Korona

Zewnętrzne linki

Odpowiednie publikacje

Bibliografia