Julius Rebek - Julius Rebek

Julius Rebek

Julius Rebek, Jr. (født 11. april 1944) er en ungarsk -født amerikansk kemiker og ekspert i molekylær selvsamling .

Rebek blev født i Beregszasz (Berehove), Ukraine , som dengang var en del af Ungarn , i 1944 og boede i Østrig fra 1945 til 1949. I 1949 immigrerede han og hans familie til USA og bosatte sig i Topeka, Kansas, hvor han uddannet fra Highland Park High School. Rebek tog eksamen fra University of Kansas med en Bachelor of Arts -grad i kemi. Rebek modtog sin Master of Arts -grad og sin ph.d. i organisk kemi fra Massachusetts Institute of Technology i 1970. Der studerede han peptider under DS Kemp.

Rebek var adjunkt ved University of California i Los Angeles fra 1970 til 1976. Der udviklede han trefasetesten for reaktive mellemprodukter . I 1976 flyttede han til University of Pittsburgh , hvor han udviklede spaltelignende strukturer til studier i molekylær genkendelse . I 1989 vendte han tilbage til MIT, hvor han blev Camille Dreyfus professor i kemi og udtænkte syntetiske , selvreplikerende molekyler. I juli 1996 flyttede han sin forskningsgruppe til Scripps Research Institute for at blive direktør for Skaggs Institute for Chemical Biology , hvor han fortsætter med at arbejde inden for molekylær genkendelse og selvsamlende systemer.

Rebek er medlem af National Academy of Sciences .

Trefaset test

Rebeks uafhængige forskning begyndte i 1970'erne med en metode til at detektere reaktive mellemprodukter. Dette blev opfundet ved anvendelse af polymerbundne reagenser. En forløber for det reaktive mellemprodukt blev kovalent knyttet til en fast fase, mens en fælde blev fastgjort til en anden sådan bærer. Når overførsel finder sted mellem de faste faser, kræver det eksistensen af ​​et reaktivt mellemprodukt, frit i opløsning som vist nedenfor. Blandt de reaktive arter påvist ved denne "trefasetest" var cyclobutadien, singlet oxygen, monomert metaphosphat og acylimidazoler.

Molekylær maskine

En model af Pauling -princippet - katalyse ved maksimal binding til overgangstilstanden - blev udtænkt i 1978. En fysisk proces, racemiseringen af ​​bipyridyl vist nedenfor blev valgt. Overgangsstrukturen har coplanariske arylringe og en bindingskraft - chelationen af ​​et metal ved bipyridyl - viser maksimal metal/ligand -tiltrækning ved den coplanare geometri. Biarylbindingen virker som et støttepunkt og binding inducerer en mekanisk belastning andre steder i et molekyle. Dette var en af ​​de første molekylære maskiner, en rotor.

Syntetisk model af allosteriske effekter

Andre bipyridyler og biphenyler blev designet i 1980'erne som syntetiske modeller af allosteriske effekter vist nedenfor. Den ene involverede to identiske og mekanisk koblede bindingssteder, og den viste positiv kooperativitet ved binding af kovalente kviksølvforbindelser. Rotorer er stadig de hyppigste kemiske modeller for allosteriske effekter og findes i mange af de molekylære maskiner, der forfølges i andre laboratorier i dag.

Molekylær genkendelse

Indsats inden for molekylær genkendelse i 1980'erne førte til spaltelignende former til genkendelse af ioner og især ikke-ioniske mål. Ved hjælp af derivater af Kemps triacid arrangerede Rebek funktionelle grupper, der "konvergerede" for at oprette et genkendelsessted. Ovenstående er et bisimid, der chelaterer adenin i vand. Versioner med carboxylgrupper blev meget udbredt andre steder som modeller for metalloenzymer (XDK -strukturer) og i Rebeks laboratorium til at undersøge stereoelektroniske effekter .

Selvreplikation

I 1990 kulminerede disse undersøgelser i en syntetisk, selvkomplementær, der fungerede som en skabelon for sin egen dannelse. Det viste autokatalyse baseret på molekylær genkendelse og var det første syntetiske system, der viste et primitivt livstegn: selvreplikation. Tjivikua, T .; Ballester, P .; Rebek, J. (1990). "Selvreplikerende system". Journal of the American Chemical Society . American Chemical Society (ACS). 112 (3): 1249–1250. doi : 10.1021/ja00159a057 . ISSN  0002-7863 . Skabelonen griber fat i reaktanterne ved hydrogenbinding i begge ender som angivet nedenfor. Den selvkomplementerende "opskrift" er blevet inkorporeret universelt i selvreplikerende systemer syntetiseret i andre forskningsgrupper.

Philip Ball i sin bog, Designing the Molecular World , hævder, at Rebeks selvreplikerende molekyler deler nogle kriterier med både nukleinsyrer og proteiner og i øvrigt "fungerer deres replikationer i henhold til en ny slags molekylær interaktion snarere end at efterligne nukleins komplementaritetsbaseparring Man kunne se dette som en indikation på, at DNA måske ikke er livets sinus qua ingen, så man kan forestille sig organismer, der "lever" efter helt andre molekylære principper. " Han foreslår, at Rebek har været i stand til at forfølge ideen om "molekylær" evolution "ved at lave kunstige replikatorer, der kan muteres. ... Den store spænding, der har hilst på Julius Rebeks arbejde, er delvist inspireret af de muligheder, det giver for at udforske den slags af kemiske processer, der førte til liv på vores planet. "

Den britiske etolog Richard Dawkins foreslår i sin bog, River out of Eden , at Rebeks replikerende molekyler "øger muligheden for, at andre verdener har en parallel udvikling [til Jordens], men med et fundamentalt anderledes kemisk grundlag."

Selvmontering

Gennem samarbejde med Javier de Mendoza i 1993 lykkedes det Rebek at skabe en selvsamlende kapsel. Disse dannes reversibelt ved fuldstændig at omringe små molekylmål og er blevet et alsidigt redskab til moderne fysisk organisk kemi . De findes i opløsning ved ligevægt og under omgivelsesbetingelser. De fungerer som nanometriske reaktionskamre, som midler til at stabilisere reagenser, som kilder til "komplekser inden for komplekser" og som rum, hvor nye former for stereokemi er blevet skabt. De inspirerede også til indkapsling i andre forskningsgrupper, der bruger metal-ligand-interaktioner til selvsamling. En cylindrisk kapsel med nanometriske dimensioner er vist ovenfor; den vælger kongruente gæster enkeltvis eller parvis, når rummet indeni er passende fyldt.

Nitrogenindkapslende samling

Richard Dawkins skriver om autokatalyse som en potentiel forklaring på abiogenese i sin bog fra 2004 The Ancestor's Tale . Han citerer eksperimenter udført af Julius Rebek og hans kolleger ved Scripps Research Institute i Californien, hvor de kombinerede amino adenosin og pentafluorophenylester med autokatalysatoren amino adenosintriacidester (AATE). Et system fra forsøget indeholdt varianter af AATE, som katalyserede syntesen af ​​sig selv. Dette eksperiment demonstrerede muligheden for, at autokatalysatorer kunne udvise konkurrence inden for en population af enheder med arvelighed, hvilket kunne tolkes som en rudimentær form for naturlig selektion.

Proteinoverflademimetik

I de senere år har Rebek forfulgt syntetisk proteinoverflade efterligner. Gennem et samarbejde med Tamas Bartfai viser disse lovende biologisk aktivitet i dyremodeller af sygdomme.

Stillinger besat

  • 1970-1976: Adjunkt, University of California Los Angeles, Los Angeles, CA
  • 1976-1979: Lektor, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA
  • 1980-1989: Professor, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA
  • 1989-1991: Professor, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA
  • 1991-1996: Camille Dreyfus professor i kemi Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA
  • 1996 – nu: Direktør, Skaggs Institute for Chemical Biology, The Scripps Research Institute, La Jolla, CA

Æresbevisninger

eksterne links

Relevante publikationer

Referencer