Рудольф Шенхаймер

См. Также: Изотопная маркировка

Рудольф Шенхаймер
Рожденный	10 мая 1898 г. Берлин , Германия
Умер	11 сентября 1941 г. ( 1941-09-12 ) (43 года) Йонкерс , Нью-Йорк, США
Национальность	Немецкий/Американский
Альма-матер	Университет Фридриха Вильгельма
Известный	изотопное мечение биомолекул ​
Научная карьера
Поля	биохимия
Учреждения	Колумбийский университет

Рудольф Шенхаймер 11 сентября 1941) — немецко-американский биохимик разработавший метод изотопной маркировки биомолекул , , метаболизм позволяющий детально изучать (10 мая 1898 — . Эта работа показала, что все составляющие организма находятся в состоянии постоянного химического обновления.

Он родился в Берлине , после окончания медицинского факультета Университета Фридриха Вильгельма там же изучал органическую химию в Лейпцигском университете , а затем изучал биохимию во Фрайбургском университете , где дослужился до должности заведующего кафедрой физиологической химии.

1930/31 учебный год он провел в Чикагском университете.

В 1933 году, после прихода к власти нацистов, он эмигрировал из Германии в Колумбийский университет, чтобы поступить на кафедру биологической химии. Работая с Дэвидом Риттенбергом из радиохимической лаборатории Гарольда К. Юри , а затем вместе с Конрадом Блохом , они использовали стабильные изотопы для маркировки пищевых продуктов и отслеживания их метаболизма в живых существах.

Далее он установил, что холестерин является фактором риска атеросклероза .

Всю свою жизнь он страдал маниакальной депрессией. что привело к тому, что в 1941 году он покончил жизнь самоубийством, применив цианид . Перед смертью он был удостоен чести прочитать лекцию Данэма в Гарварде. Его прочитали после его смерти.

Молодость

Рудольф Шенхаймер родился в Берлине , Германия , 10 мая 1898 года. Он был сыном Гертруды Эдель и Хьюго Шенхаймера, врача . Он был евреем, однако его семья приняла христианство. Он посещал местные школы в Берлине, прежде чем окончил гимназию Доротеен-Штадтише в 1916 году. После окончания учебы Шенхаймер был призван в немецкую армию . служил в артиллерии на Западном фронте два года Во время Первой мировой войны . После службы на войне он начал изучать медицину в Берлинском университете . В 1922 году он получил степень доктора медицины. Его докторская диссертация называлась «Über die Experimentelle Cholesterinkrankheit der Kaninchen» («Об экспериментальной холестериновой болезни кроликов»). Затем он проработал год в больнице Моабит в Берлине патологоанатомом . В это время он продолжал свои научные исследования и изучал возникновение атеросклероза у животных путем введения холестерина .  

В 1924 году Шенхаймер начал свое трехлетнее обучение в Лейпцигском университете по программе, направленной на расширение своих знаний в области химии . Программа проводилась при поддержке Фонда Рокфеллера и преподавалась Карлом Томасом, профессором физиологической химии Лейпцигского университета. Во время своего пребывания в Лейпциге Шенхаймер смог разработать метод синтеза пептидов .

Карьера

После окончания учебы в Лейпциге он год начал работать в больнице Моабит в Берлине в качестве ординатора-патологоанатома. В это время он начал свои исследования и исследования по проблеме атеросклероза . Его первые опубликованные работы, датированные этим периодом, были посвящены развитию атеросклероза у экспериментальных животных при введении холестерина. Он также работал в лаборатории Питера Роны в Берлинской муниципальной больнице.

В 1926 году Шенхаймер был приглашен Людвигом Ашоффом на факультет Фрайбургского университета . Там он работал доцентом. Исследование патологического материала входило в его трудовые обязанности. За это время он также исследовал атеросклероз и роль пищевого холестерина в его развитии. Он стал активным в 1927 году, а затем титулярным, начальником своей дивизии в 1931 году.

В 1930–1931 годах Шенхаймер находился в США в качестве научного сотрудника Дугласа Смита в Чикагском университете . В это время Шенхаймер вступил в контакт с Фондом Джозайи Мэйси-младшего. Позже, в 1931 году, Фонд Мэйси под руководством Людвига Каста начал поддерживать Шенхаймера в его исследованиях атеросклероза. После стажировки он вернулся во Фрайбургский университет, заняв должность заведующего кафедрой патологической химии.  

Колумбийский университет:

В апреле 1933 года Шенхаймер эмигрировал в США в ответ на политику нацистского режима по увольнению еврейских преподавателей в университетах. Ему предложили работу в Колумбийском университете в качестве доцента, где он продолжил исследования метаболизма и синтеза холестерина вместе с Уолтером М. Сперри и Дэвидом Риттенбергом .

В 1933 году Германия вступила в политический кризис и увидела подъем Гитлера и нацистской партии , что привело Шенхаймера к эмиграции в Соединенные Штаты . Шенхаймер имел еврейское наследие , о котором он осознавал, несмотря на то, что его семья обратилась в христианство . Шенхаймер присоединился к еврейскому молодежному движению и активно участвовал в деятельности сионистской организации после Первой мировой войны . Из-за ситуации в Германии в то время и нацистской политики увольнения еврейских преподавателей Шенхаймер вряд ли остался жить в Германии. Людвиг Каст был проинформирован об этой ситуации и связался с университетами США, Корнеллом и Колумбией от имени Шенхаймера. Ханс Т. Кларк, заведующий кафедрой биологической химии Колумбийского университета , пригласил Шенхаймера работать в университете. Работу на кафедре биологической химии начал научным сотрудником. Фонд Джозайи Мэйси обеспечивал ему зарплату и поддержку исследований, пока он работал в Колумбии. В Колумбийском университете Шенхаймер был среди других, кто разделял схожие интересы в области биохимии и хотел, чтобы она двигалась в направлении органической химии .

Научная работа

Смотрите также: Биохимия

Смотрите также: обмен веществ

Научная работа Шенхаймера внесла вклад в биохимические и метаболические исследования, причем его наиболее значительной работой было применение изотопов для изучения промежуточного метаболизма . Ранние научные работы Шенхаймера в 1920-х годах были сосредоточены физиологии и патологии стеринов на .

работы: 1924-1933

В 1926 году, находясь в Лейпцигском университете , Шенхаймер разработал метод синтеза пептидов. С 1903 по 1909 год научная работа Эмиля Фишера способствовала синтезу многих пептидов , однако его метод имел ограничения. Фишер использовал метод сочетания галогенациламинокислоты. Требовался подходящий метод, который включал удаление аминоблокирующей группы негидролиптическим способом. Этот метод был впервые предложен Рудольфом Шенхаймером, поскольку он использовал более ранние открытия Мишеля Бергмана, которые продемонстрировали, что с помощью смеси йодоводорода и йодида фосфония п-толуолсульфониламинокислоты могут быть детозилированы восстановительно. Шенхаймер использовал метод сочетания азидов, предложенный Теодором Куртиусом , и метод хлорангидридов, предложенный Эмилем Фишером, для получения нескольких пептидов.  

В 1929 году Шенхаймер исследовал, как различные стерины влияют на отложение холестерина у кроликов. Предполагалось, что только растения способны синтезировать сложные соединения, тогда как животные вынуждены получать эти соединения косвенно из растений. Предполагалось также, что при модификации этих соединений для удовлетворения конкретных потребностей потребуются лишь небольшие химические изменения. Предыдущие исследования баланса холестерина показали, что при определенных условиях животные могут обладать способностью образовывать холестерин , поскольку было обнаружено, что иногда в метаболических исследованиях наблюдается отрицательный баланс, при котором больше стерина , чем потребляется. выводится Эти наблюдения не показали, был ли холестерин, присутствующий в организме животных, результатом синтеза или же весь он действительно поступил из растительной пищи. Превращение растительных стеринов в холестерин в организме животного требует, чтобы стерол был всасываемым. Это идея, которую Шенхаймер исследовал в своих экспериментах. Один из его экспериментов включал в себя введение группе кроликов двух разных диет . Кролики чувствительны к диете, включающей холестерин , и реакции их организма, особенно реакции аорты, демонстрируют изменения, схожие с атеросклерозом у человека . В одном из экспериментов диета включала большое количество сито-стерина, который является разновидностью растительного стерина. Другая диета включала холестерин . Наблюдения за экспериментом показали, что теории Шенхаймера и его коллег о том, что растительные стеролы не усваиваются, вполне вероятны. Были проведены дальнейшие исследования, и результаты пришли к выводу, что растительные стеролы не усваиваются, и поэтому животные, питающиеся только растительной пищей, должны синтезировать холестерин , необходимый для их тканей, поскольку они не получают усваиваемый холестерин. В этот период Шенхаймер осознал, что холестерин имеет промежуточный метаболизм и что он химически непревращаем с другими стеролами . В одном из своих более поздних экспериментов с использованием стеринов он обнаружил небольшой процент одного стерина , дигидрохолестерина, в тканях животных. Он исследовал это открытие на собаке , которая показала, что в тканях образуется дигидрохолестерин. Это открытие показало Шенхаймеру, что холестерин является активным метаболитом. Шенхаймер и его коллеги также исследовали эргостерол и его поведение в организме крыс, мышей и кроликов. Результаты этого исследования показали, что эгро-стерин не усваивается. Это исследование определило научную карьеру и исследовательский путь Шенхаймера.

поздняя работа: 1933-1941

Маркировка стабильных изотопов

В 1933 году Шенхаймер эмигрировал в США , где его научные исследования приобрели другую направленность. До эмиграции его работа была в основном сосредоточена на метаболизме холестерина. В 1934 году Шенхаймер начал свою работу по промежуточному метаболизму и по тому, как стабильные изотопы могут быть применены к этому исследованию. Шенхаймер работал вместе с Дэвидом Риттенбургом , а затем с Конрадом Блохом . Шенхаймер и его коллеги начали свои исследования с проведения экспериментов с использованием дейтерия . Дейтерий , который является стабильным изотопом водорода, был открыт физико-химиком Гарольдом Юри в 1932 году. Один из методов, использованных в эксперименте, заключался в введении животным тяжелой воды для анализа дейтерия, присутствующего в различных компонентах тела. Это позволило предположить, какой тип веществ использует водород, присутствующий в жидкостях организма, и выявило роль воды в метаболических процессах. Их эксперимент также предоставил информацию о процессе распада липидных соединений, содержащих дейтерий, у экспериментальных животных. До этого исследования предполагалось, что животные утилизируют жиры непосредственно из пищи, которую они недавно съели, и что запасы жира используются только во время голодания. Эксперимент показал, что жирные кислоты сохраняются в депо организма даже во время голодания.  

Затем Шенхаймер и его коллеги начали изучение белкового обмена, используя изотоп азота по мере его доступности. Шенхаймер и его коллега Дэвид Риттенберг проанализировали, как синтезированные аминокислоты, содержащие азот, будут действовать в организме животного. В качестве объекта эксперимента они использовали взрослых крыс и добавляли аминокислоты , синтезированные из изотопного аммиака . в их рацион Когда эти диеты применялись при азотистом равновесии, было обнаружено, что они включались в тканевые белки с интенсивной и быстрой скоростью. Были также свидетельства химической трансформации, поскольку тяжелый азот присутствовал в аминокислотах , которые были выделены из белка после приема внутрь. Это химическое превращение было похоже на то, что было продемонстрировано на жирных кислотах в его предыдущих экспериментах по промежуточному метаболизму . Результаты эксперимента показали, что белки организма находятся в непрерывном и динамическом состоянии синтеза и деградации. Шенхаймер и Риттенберг открыли, что компоненты тела находятся в состоянии постоянного химического обновления, поскольку раньше считалось, что они находятся в статическом состоянии. Эксперименты по метаболизму аминокислот и , жирных кислот продуктов выделения используются для подтверждения и демонстрации этой концепции метаболической «регенерации». Эти молекулы проходят процесс замены и обмена в тканях организма , а также другие преобразования и фундаментальные химические реакции. Этот метод изотопами мечения молекул позволил Шенхаймеру и его коллегам исследовать различные проблемы промежуточного метаболизма .

К концу 1930-х годов работа Шенхаймера способствовала росту интереса к промежуточному метаболизму и изотопному методу.

жизнь

Шенхаймер женился на Саломе Глюксон , известном зоологе и генетике , в 1937 году. Они вместе эмигрировали в Соединенные Штаты , и у них не было детей. Позже они развелись. Шенхаймера пригласили прочитать лекции, подробно описывающие его научную работу и открытия. В 1937 году он прочитал лекцию Харви, а в 1941 году его коллеги прочитали лекцию в Данэме от его имени. На пике своей карьеры он покончил жизнь самоубийством , приняв цианид калия у себя дома в Йонкерсе боролся с депрессией . , и несколько лет

Использование

Научная работа Шенхаймера и разработка им изотопов методов мечения позволили биохимикам открыть различные метаболические пути в организме.

Шенхаймер был одним из первых ученых , определивших, что в телах людей и животных происходят процессы обновления и регенерации. Методы и приемы, использованные Шенхаймером, также предоставляли средства для измерения количества веществ в организме до появления технологий и программного обеспечения для динамического моделирования.

Исследование метаболического баланса Шенхаймера на животных в 1933 году представило ранние доказательства «ингибирования синтеза холестерина по обратной связи с конечным продуктом ». В последующие годы, с развитием науки и техники, включая появление радиоактивных изотопов , было обнаружено больше информации об обратной связи холестерина.

Ссылки

• Кеннеди, EP (2001), «Дар Гитлера и эпоха биосинтеза», J. Biol. хим. , том. 276, нет. 46 (опубликовано 16 ноября 2001 г.), стр. 42619–31, doi : 10.1074/jbc.R100051200 , PMID   11559714.
• Янг, VR; Аджами, А. (1999), «Лекция к столетию Рудольфа Шенхаймера. Изотопы в исследованиях в области питания», The Proceedings of the Nutrition Society , vol. 58, нет. 1 (опубликовано в феврале 1999 г.), стр. 15–32, doi : 10.1079/pns19990004 , PMID   10343336
• Олсон, Р.Э. (1997), «Динамическое состояние компонентов тела (Schoenheimer, 1939)», J. Nutr. , том. 127, нет. 5 Suppl (опубликовано в мае 1997 г.), стр. 1041S–1043S, PMID   9164302.
• Гуггенхайм, Кентукки (1991), «Рудольф Шенхаймер и концепция динамического состояния компонентов тела», J. Nutr. , том. 121, нет. 11 (опубликовано в ноябре 1991 г.), стр. 1701–4, doi : 10.1093/jn/121.11.1701 , PMID   1941176.
• Ратнер, С; Риттенберг, Д; Кестон, AS; Шенхаймер, Р. (1987), «Журнал биологической химии», том 134, июнь 1940 г.: Исследования белкового метаболизма. XIV. Химическое взаимодействие пищевого глицина и белков организма крыс. С. Ратнер, Д. Риттенберг, Альберт С. Кестон и Рудольф Шенхаймер», Nutr. Преподобный , том. 45, нет. 10 (опубликовано в октябре 1987 г.), стр. 310–2, doi : 10.1111/j.1753-4887.1987.tb06338.x , PMID   3320825
• Шемин, Д. (1987), «О влиянии открытия стабильных изотопов на биохимические исследования: результат счастливой встречи беженца с первооткрывателем тяжелых изотопов в Колумбийском университете», Anal. Биохим. , том. 161, нет. 2 (опубликовано в марте 1987 г.), стр. 365–9, номер документа : 10.1016/0003-2697(87)90464-7 , PMID   3555154.
• Синохара, Х. (1986), «[Рудольф Шенхаймер: биографический очерк]», Seikagaku , vol. 58, нет. 12 (опубликовано в декабре 1986 г.), стр. 1449–70, PMID   3553368.
• Гольдштейн, Дж. Л. (1986), «О происхождении и профилактике СПИДа (синдрома парализованного академического исследователя)», J. Clin. Вкладывать деньги. , том. 78, нет. 3 (опубликовано в сентябре 1986 г.), стр. 848–54, doi : 10.1172/JCI112652 , PMC   423687 , PMID   3528221.
• Стеттен, Д. (1982), «Руди», Перспектива. Биол. Мед. , том. 25, нет. 3, стр. 354–68, doi : 10.1353/pbm.1982.0056 , PMID   6763679 , S2CID   246283804

Библиография

• Браун, М.С., Энгелькинг, Л.Дж., Эверс, Б., Гольдштейн, Дж.Л., Хаммер, Р.Э., Хортон, Дж.Д., Курияма, Х., Лян, Г., Ли, В.П. и Лян, Г. 2005, «Объяснение эффекта Шенхаймера – регулирование с обратной связью». Синтез холестерина у мышей, опосредованный белками Insig», Журнал клинических исследований, том. 115, стр. 2489–98.
• Кларк, Ганс Т. (12 декабря 1941 г.). «Рудольф Шенхаймер, 1898-1941». Наука, новая серия . 94 : 553–554.
• Купер, Д.Ю., и Осборн, МЭ, 1999, «Шенхаймер, Рудольф», Американская национальная биография. Хельменстайн, AM, 2019, «Факты о дейтерии», https://www. Thoughtco.com/facts-about-deuterium-607910.
• Энгелькинг, ЖЖ (25 августа 2005 г.). «Объяснение эффекта Шенхаймера - регуляция синтеза холестерина у мышей по обратной связи, опосредованная белками Insig». Журнал клинических исследований . 115 (9): 2489–2498. doi : 10.1172/jci25614 ISSN 0021-9738.
• Фрутон, Джозеф С. (январь 1982 г.). «Карбобензокси-метод синтеза пептидов». Тенденции биохимических наук . 7 (1): 37–39. два : 10.1016/0968-0004(82)90064-0 ISSN 0968-0004.
• Харгроув, Джеймс Л. (1998). Динамическое моделирование в науках о здоровье . Спрингер. стр. ix. ISBN   0-387-94996-8 . ОСЛК 876222114
• Хельменстин, AM (2019). «Дейтериевые факты».
• Колер Р.-младший, 1977, «Рудольф Шенхаймер, изотопные индикаторы и биохимия в 1930-е годы», Исторические исследования в области физических наук, том. 8, стр. 257–298.
• Медавар, Жан: Пайк, Дэвид (2012). Дар Гитлера: правдивая история ученых, изгнанных нацистским режимом (мягкая обложка). Нью-Йорк: Издательство Arcade Publishing. ISBN  978-1-61145-709-4 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
• Quastel JH 1942, «Некролог: проф. Рудольф Шенхаймер «Природа». 1942 год; 149, с. 15–16
• Шенхаймер, Р. 1931, «Новый вклад в метаболизм стеринов», Science, New Series, vol. 74, нет. 1928, стр. 579–584.
• Шенхаймер, Р. 1942, Исследование рака «Динамическое состояние компонентов тела», том. 2, нет. 11, с. 810.
• Симони Р.Д., Хилл Р.Л. и Воган М. 2002, «Использование изотопных индикаторов для изучения промежуточного метаболизма: Рудольф Шенхаймер», Журнал биологической химии, том. 277, № 43
• «Шенхаймер, Рудольф». Полный словарь научной биографии, Encyclepedia.com. 23 апреля 2020 г. https://www.encyclepedia.com