Юлиус Ребек

Родная форма этого личного имени — Ребек Дьюла . В этой статье при упоминании людей используется западный порядок имен .

Юлиус Ребек

Юлиус Ребек-младший (род. Дьюла Ребек венгерского происхождения , 11 апреля 1944 г.) — американский химик и эксперт по молекулярной самосборке .

Ребек родился в Берегсасе, Королевство Венгрия , (современное Берегово , Украина), которое в то время входило в состав Венгрии , в 1944 году и жил в Австрии с 1945 по 1949 год. В 1949 году он и его семья иммигрировали в США. и поселился в Топике, штат Канзас , где окончил среднюю школу Хайленд-Парк. Ребек окончил Канзасский университет со бакалавра искусств степенью по химии. Ребек получил степень магистра искусств и доктора философии. получил степень бакалавра органической химии в Массачусетском технологическом институте в 1970 году. Там он изучал пептиды под руководством Д.С. Кемпа .

Ребек был доцентом с Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе 1970 по 1976 год. Там он разработал трехфазный тест на определение реактивных промежуточных продуктов . В 1976 году он перешёл в Питтсбургский университет , где разработал структуры, похожие на расщелины, для исследований в области молекулярного распознавания . В 1989 году он вернулся в Массачусетский технологический институт, где стал профессором химии Камиллы Дрейфуса и разработал синтетические , самовоспроизводящиеся молекулы. В июле 1996 года он перевел свою исследовательскую группу в Научно-исследовательский институт Скриппса , чтобы стать директором Института химической биологии Скэггса, где он продолжает работать в области молекулярного распознавания и самоорганизующихся систем.

Ребек является членом Национальной академии наук .

Трехфазный тест

Независимые исследования Ребека начались в 1970-х годах с метода обнаружения реактивных промежуточных продуктов. Это было изобретено благодаря использованию реагентов, связанных с полимерами . Предшественник реакционноспособного промежуточного продукта был ковалентно присоединен к одной твердой фазе, а ловушка была прикреплена ко второй такой подложке. Когда происходит перенос между твердыми фазами, он требует существования реакционноспособного промежуточного продукта, свободного в растворе, как показано ниже. Среди реактивных частиц, обнаруженных с помощью этого «трехфазного теста», были циклобутадиен, синглетный кислород, мономерный метафосфат и ацилимидазолы.

Молекулярная машина

Модель принципа Полинга - катализ путем максимального связывания с переходным состоянием - была разработана в 1978 году. Был выбран физический процесс - рацемизация бипиридила . Переходная структура имеет копланарные арильные кольца и специфическую силу связывания (хелатирование металла бипиридилом) и демонстрирует максимальное притяжение металла к лиганду при копланарной геометрии. Биарильная связь действует как точка опоры, и связывание вызывает механическое напряжение в другом месте молекулы. Это была одна из первых молекулярных машин — ротор.

модель

Другие бипиридилы и бифенилы были разработаны в 1980-х годах как синтетические модели аллостерических эффектов, показанных ниже. Один из них включал два идентичных и механически связанных сайта связывания и показал положительную кооперативность при связывании ковалентных соединений ртути. Роторы по-прежнему являются наиболее распространенными химическими моделями аллостерических эффектов и присутствуют во многих молекулярных машинах, разрабатываемых сегодня в других лабораториях.

распознавание

Усилия по молекулярному распознаванию в 1980-х годах привели к появлению расщелинистых форм. для распознавания ионов и особенно неионогенных мишеней. Используя производные трикислоты Кемпа, Ребек организовал функциональные группы, которые «сошлись», чтобы создать сайт узнавания. Выше показан бисимид, который хелатирует аденин в воде. Варианты с карбоксильными группами стали широко использоваться в качестве моделей металлоферментов (структуры XDK). и в лаборатории Ребека для исследования стереоэлектронных эффектов .

Самовоспроизведение

В 1990 году эти исследования завершились созданием синтетического, самодополняющего организма, который послужил шаблоном для его собственного формирования. Он продемонстрировал автокатализ, основанный на молекулярном распознавании, и стал первой синтетической системой, продемонстрировавшей примитивный признак жизни: самовоспроизведение. Тживикуа, Т.; Баллестер, П.; Ребек, Дж. (1990). «Самовоспроизводящаяся система». Журнал Американского химического общества . 112 (3). Американское химическое общество (ACS): 1249–1250. дои : 10.1021/ja00159a057 . ISSN   0002-7863 . Темплат захватывает реагенты за счет водородных связей на обоих концах, как указано ниже. Самодополняющий «рецепт» был повсеместно включен в самовоспроизводящиеся системы, синтезированные другими исследовательскими группами.

Филип Болл в своей книге «Проектирование молекулярного мира » утверждает, что самовоспроизводящиеся молекулы Ребека разделяют некоторые критерии как с нуклеиновыми кислотами, так и с белками, и, более того, «их репликация происходит в соответствии с новым типом молекулярного взаимодействия, а не имитирует комплементарность пары оснований нуклеиновые кислоты. Можно рассматривать это как указание на то, что, возможно, ДНК не является непременным условием жизни, поэтому можно представить организмы, которые «живут» в соответствии с совершенно другими молекулярными принципами». Он предполагает, что Ребек смог реализовать идею «молекулярной «эволюции», создав искусственные репликаторы, которые можно мутировать. химических процессов, которые привели к появлению жизни на нашей планете».

Британский этолог Ричард Докинз в своей книге «Река из Эдема » предполагает, что реплицирующиеся молекулы Ребека «повышают вероятность того, что другие миры будут иметь параллельную эволюцию [земной], но с фундаментально иной химической основой».

Самостоятельная сборка

Благодаря сотрудничеству с Хавьером де Мендосой в 1993 году Ребеку удалось создать самособирающуюся капсулу. Они образуются обратимо, полностью окружая мишени малых молекул. и стали универсальным инструментом современной физической органической химии . Они существуют в растворе в равновесии и в условиях окружающей среды. Они действуют как нанометрические реакционные камеры, как средства стабилизации реагентов, как источники «комплексов внутри комплексов» и как пространства, где создаются новые формы стереохимии. Они также вдохновили на инкапсуляцию другие исследовательские группы, которые используют взаимодействия металла и лиганда для самосборки. Цилиндрическая капсула нанометровых размеров показано выше; он выбирает подходящих гостей по одному или попарно, когда пространство внутри заполнено соответствующим образом.

Азот-инкапсулирующая сборка

Ричард Докинз пишет об автокатализе как о потенциальном объяснении абиогенеза в своей книге «История предка» 2004 года . Он цитирует эксперименты, проведенные Джулиусом Ребеком и его коллегами из Исследовательского института Скриппса в Калифорнии, в которых они объединили аминоаденозин и пентафторфениловый эфир с автокатализатором аминоаденозинтрикислотного эфира (ААТЭ). Одна система из эксперимента содержала варианты ААТЭ, которые катализировали их синтез. Этот эксперимент продемонстрировал возможность того, что автокатализаторы могут демонстрировать конкуренцию внутри популяции существ с наследственностью, что можно интерпретировать как рудиментарную форму естественного отбора.

поверхности

В последние годы Ребек занимается созданием синтетических белковых поверхностных миметиков. Благодаря сотрудничеству с Тамасом Бартфаем они демонстрируют многообещающую биологическую активность на животных моделях заболеваний.

Занимаемые должности

• 1970–1976: доцент Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, Лос-Анджелес, Калифорния.
• 1976–1979: доцент Питтсбургского университета, Питтсбург, Пенсильвания.
• 1980–1989: профессор Питтсбургского университета, Питтсбург, Пенсильвания.
• 1989–1991: профессор Массачусетского технологического института, Кембридж, Массачусетс.
• 1991–1996: Камилла Дрейфус, профессор химии Массачусетского технологического института, Кембридж, Массачусетс.
• 1996 – настоящее время: директор Института химической биологии Скэггса, Научно-исследовательский институт Скриппса, Ла-Хойя, Калифорния.

Почести

• 1967–1970: Национального научного фонда. научный сотрудник
• 1976–1974: Премия Эли Лилли
• 1976–1978: научный сотрудник AP Sloan
• 1981: научный сотрудник Александра фон Гумбольдта
• 1986: научный сотрудник Гуггенхайма
• 1990: Майрон Л. Бендер и Мюриэл С. Бендер, почетный летний преподаватель органической химии, Северо-Западный университет.
• 1991: Стипендия Артура К. Коупа
• 1993: Американская академия искусств и наук.
• 1994: Национальная академия наук.
• 1995: Средняя школа Хайленд-Парка, Зал славы
• 1996: Премия MERIT ( Национальные институты здравоохранения )
• 1997: Премия Джеймса Флэка Норриса в области физической органической химии ( Американское химическое общество )
• 2001: Венгерская академия наук.
• 2002: Премия пионера химической промышленности ( Американский институт химиков )
• 2004: Премия Рональда Бреслоу за достижения в области биомиметической химии ( Американское химическое общество )
• 2005: Медаль Академии наук; Прага, Чехия
• 2005: Медаль Национальной академии наук, литературы и искусств; Модена, Италия
• Европейской академии наук ( Academia Europaea ). 2005: Член
• 2011: Медаль Уильяма Х. Николса

Внешние ссылки

• Официальный сайт. Архивировано 23 апреля 2008 г. в Machine Wayback Исследовательского института Скриппса.
• Профиль

Соответствующие публикации

• Ребек, Дж. (1979), «Механистические исследования с использованием твердых опор: трехфазное испытание», Tetrahedron , 36 (6): 723–731, doi : 10.1016/0040-4020(79)80087-3
• Бартфаи Т., Лу Х, Бади-Махдави Х., Барр А.М., Мазарати А., Хуа XY, Якш Т., Хаберхауэр Г., Сейде С.К., Трембло Л., Сомоджи Л., Крёк Л., Ребек Дж. (июль 2004 г.). «Галмик, непептидный агонист рецепторов галанина, влияет на поведение при тестах на судороги, боль и принудительное плавание» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 101 (28): 10470–5. Бибкод : 2004PNAS..10110470B . дои : 10.1073/pnas.0403802101 . ПМЦ   478593 . ПМИД   15240875 .
• Дэвис К.Н., Манн Э., Беренс М.М., Гайдарова С., Ребек М., Ребек Дж., Бартфай Т. (февраль 2006 г.). «MyD88-зависимая и -независимая передача сигналов с помощью IL-1 в нейронах, исследованных с помощью бифункционального домена рецептора Toll/IL-1/миметиков BB-петли» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 103 (8): 2953–8. Бибкод : 2006PNAS..103.2953D . дои : 10.1073/pnas.0510802103 . ПМЦ   1413805 . ПМИД   16477040 .