Алан Р. Баттерсби

сэр Алан Баттерсби ФРС
Баттерсби в своем офисе
Рожденный	Алан Раштон Баттерсби ( 1925-03-04 ) 4 марта 1925 г. Ли, Ланкашир , Англия
Умер	10 февраля 2018 г. (10 февраля 2018 г.) (92 года)
Альма-матер	Манчестерский университет Университет Сент-Эндрюс
Супруг	Маргарет Рут, урожденная Харт
Родители	Уильям Баттерсби (отец) Хильда Раштон (мать)
Награды	Медаль Дэви (1977) Золотая медаль Пола Каррера (1977) Королевская медаль (1984 г.) Премия «Тетраэдр» (1995) Медаль Копли (2000)
Научная карьера
Поля	Органическая химия Натуральные продукты
Учреждения	Университет Сент-Эндрюс Рокфеллеровский университет Университет Иллинойса Бристольский университет Ливерпульский университет Кембриджский университет
Диссертация	Исследования структуры эметина   (1949 г.)
Докторантура	Доктор Хэл Т. Опеншоу
Докторанты	Эндрю Д. Гамильтон Крейг Хокер

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

Ранняя жизнь и образование

Алан Баттерсби родился в Ли, Ланкашир , 4 марта 1925 года и был одним из троих детей Уильяма Баттерсби, мастера-сантехника, и его жены Хильды, урожденной Раштон. В возрасте 11 лет он поступил в гимназию Ли, где его воспитывал и поощрял учитель химии г-н Эванс. Он бы продолжил обучение в шестом классе, если бы не тот факт, что к шестнадцати годам началась Вторая мировая война , и он решил, что ему следует присоединиться к военным усилиям, работая на BICC на их местной фабрике. Вскоре он пришел к выводу, что это решение было ошибкой, и поэтому использовал свое свободное время для самостоятельного обучения в Солфордском техническом колледже, чтобы получить аттестат о высшем образовании , необходимый для поступления в университет. В октябре 1943 года Баттерсби занял свое место на химическом факультете Манчестерского университета , выиграв стипендию для поддержки учебы в бакалавриате. Он окончил университет с отличием в 1946 году и в том же году получил стипендию Мерсера по химическим исследованиям (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 лектором в Университете Сент-Эндрюс , они оба переехали туда, и Баттерсби защитил докторскую диссертацию, которая была присуждена в 1949 году. Его сразу же назначили ассистентом преподавателя в Сент-Эндрюсе. Это первое назначение длилось с 1949 по 1953 год, но было прервано на два года из-за стипендии Фонда Содружества , которую он получил для обучения в аспирантуре в Соединенных Штатах. Первый год он провел вместе с Лайманом Крейгом в Рокфеллеровском институте медицинских исследований , в Нью-Йорке работая над пептидными антибиотиками тироцидином и грамицидином S. На втором году обучения он перешел на биохимии факультет Университета Иллинойса , где вместе с Гербертом Картером работал над фактором окисления пирувата .

Более поздняя карьера

В 1954 году Баттерсби был назначен преподавателем в Бристольском университете, где он оставался до 1962 года. Это был период, когда была создана его собственная исследовательская группа из докторантов и постдокторантов. В 1962 году он был назначен профессором химии в Ливерпульском университете , а в 1969 году он перешёл на должность профессора в Кембриджском университете и стал членом Колледжа Святой Катарины . В то время это была вторая кафедра органической химии в университете, созданная специально для него; Лорд Тодд тогда держал первое. 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 присвоен почетный статус в своем колледже и на факультете, что отражало его выдающиеся заслуги.

Исследовать

Полный текст работ Баттерсби был опубликован в более чем 350 , в основном рецензируемых . статьях Его исследования, особенно в Кембридже, основывались на коллективном подходе, что было необходимо, учитывая длительный период реализации амбициозных проектов. Помимо его аспирантов и докторантов, которые обычно участвовали в нем в течение одного-трех лет, в группу Баттерсби входили и другие члены академического персонала кафедры, в частности Джим Стонтон , Тед Макдональд и Финиан Липер . Группа финансировалась за счет внешних грантов, в том числе от SERC , EPSRC , Leverhulme Trust , Hoffman-La Roche , Фонда Вольфсона и Zeneca .

Алкалоиды

Алкалоиды — это группа встречающихся в природе 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. Так, например, произошло с эметином , используемым для лечения амебных инфекций и предметом докторской диссертации Баттерсби. Как он позже прокомментировал

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

Этими инструментами являются теперь уже знакомая масс-спектрометрия , многоатомная спектроскопия ядерного магнитного резонанса и рентгеновская кристаллография : применительно к алкалоидам они позволили прояснить взаимоотношения в структурных подтипах. Это означало, что внимание могло переключиться на понимание путей биосинтеза, с помощью которых эти материалы производятся в бактериях , грибах , растениях и животных , у которых они обнаружены. В 1937 году Сондерхофф и Томас показали, как можно использовать ацетат, меченный дейтерием, для исследования биосинтеза жиров и стероидов; к 1950 году ¹³ С и ¹⁴ Ацетат, меченный С, был включен в состав холестерина . 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 меченные исходные материалы, включающие тритий или, особенно, ¹⁴ Чтобы проследить за промежуточными соединениями на этом пути, он определил последовательность, в которой образовывались многочисленные алкалоиды, обнаруженные вместе в данном организме. Например, было показано, что биосинтез морфина происходит из L- тирозина через ретикулин , салутаридин , тебаин , кодеинон и кодеин . Группа Баттерсби работала над многими другими алкалоидами, например , колхицином (из осеннего безвременника Colchicum Autumnale ), который используется для лечения подагры . Было показано, что он образуется из аминокислот фенилаланина и тирозина через (S)-оутумналин. Аналогичным образом было показано, что в биосинтезе индольных алкалоидов аймалицина , коринантила , катарантина и виндолина участвуют предшественники триптамин и логанин . К удивлению Алана Баттерсби, было показано, что хинин , противомалярийное лекарство, получен из коринантеала, хотя он и не имеет общей индольной подструктуры.

Биосинтез «Пигментов жизни»

Профессор Алан Баттерсби читает лекцию о биосинтезе порфиринов.

Баттерсби, прежде всего, известен своими исследованиями биосинтеза «пигментов жизни», построенных на близкородственных тетрапиррольных структурных основах . Его исследовательская группа, в частности, выяснила важную роль, которую играют два фермента, деаминаза и косинтетаза , на этапах от аминолевулиновой кислоты через порфобилиноген и гидроксиметилбилан к уропорфириногену III . Последний является первым макроциклическим промежуточным продуктом в биосинтезе гема кобаламина , хлорофилла , витамина B12 ₍ ), сирогема и кофактора F430 . Работа включала тщательное изучение меченых интермедиатов с использованием дейтерия , трития , ¹³ С и ¹⁴ C помещен в потенциальные предшественники, полученные путем органического или ферментативного синтеза. Наиболее успешной стратегией было внедрение стабильного изотопа. ¹³ C в потенциальные субстраты, поскольку результат биохимических реакций (например, введение уропорфириногена III ) можно легко проследить с помощью высокопольного поля. ¹³ С ЯМР . Использование группой Баттерсби двойного ¹³ меченный С, Порфобилиноген, особенно раскрывал стадию перегруппировки, которая озадачивала тех, кто хотел понять детали биосинтеза уропорфириногена III. Основываясь на этих результатах, Баттерсби предположил, что в активном центре косинтетазы образуется промежуточный спиропирроленин, и чтобы доказать этот механизм, его группа разработала и синтезировала аналог спиролактама, который действительно ингибировал фермент.

Профессор Алан Баттерсби в своем кабинете на факультете Кембриджа .

Более поздние шаги на пути к витамину B ₁₂ , особенно включение дополнительных метильных групп в его структуру, были исследованы с использованием меченного метилом S-аденозил метионина . Лишь после того, как был использован генетически модифицированный штамм Pseudomonas denitrificans восемь генов, участвующих в биосинтезе кобаламина , в котором были сверхэкспрессированы , удалось определить полную последовательность метилирования и других стадий, таким образом полностью установив все промежуточные соединения в путь. Как написал Баттерсби в своей обзорной статье в журнале Accounts of Chemical Research:

«Можно оценить огромные усилия, которые были предприняты группами Аригони , Баттерсби, Фрэнсиса Бланша, Владимира Быховского, Джоэла Крузе, Герхарда Мюллера и А. Яна Скотта; К. Бернхауэр и Дэвид Шемин также внесли некоторый ранний вклад. "

Натуральные продукты и имитации Haem

Это типичный лабораторный стол, которым пользовался аспирант группы Баттерсби в 1976 году. Он располагался в лаборатории 122 химического факультета .

Работа группы Баттерсби по биосинтезу натуральных продуктов, связанных с гемом , включала значительный объем органического синтеза . Например, они производили полностью синтетический гем А , гем д1 и сирогидрохлорин . Другой задачей, требующей чистого синтеза, было исследование функции ферментов , содержащих родственные порфирину лиганды или (в случае гемоглобина ) использующих гем для транспорта кислорода , путем имитации этих свойств без обращения к белку , который в природе окружает активный белок. сайт . Баттерсби решил исследовать имитаторы миоглобина и цитохрома P450 , разработав искусственные мишени, в которых был синтезирован один металлсодержащий координационный комплекс и его поведение сравнивалось с естественной системой, которую он заменял. Мишенью для малых молекул были порфирины, несущие заместители в положениях, где они вряд ли будут влиять на электронные свойства металлокомплекса. К тому времени, когда он вышел на пенсию в 1992 году, эта область химии стала очень активной.

Стереохимия ферментативных реакций

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

Личная жизнь

Баттерсби женился на Маргарет Рут, урожденной Харт, в 1949 году. По профессии она была ботаником и умерла от рака в 1997 году. У них было два сына, Мартин и Стивен, четыре внука, а после смерти Маргарет у Алана появилось трое правнуков. На пенсии он любил пешие походы и рыбалку нахлыстом , но также поддерживал связь со своими многочисленными коллегами и бывшими студентами.

Почести и награды

Баттерсби получил почетную докторскую степень в своей альма-матер, Университете Сент-Эндрюс , в 1977 году. Рокфеллеровский университет , Шеффилдский университет в 1986 году, Университет Хериот-Ватт в 1987 году, Бристольский университет в 1994 году и Ливерпульский университет в 1994 году. В 1988 году он был избран иностранным почётным членом Американской академии искусств и наук . и иностранный научный сотрудник Национальной академии наук Индии в 1990 году. Он был награжден премией Вольфа по химии вместе с Дуилио Аригони из ETH Цюриха в 1989 году за «фундаментальный вклад в выяснение механизма ферментативных реакций и биосинтеза». натуральных продуктов, в частности пигментов жизни».

• Медаль Корде Моргана (1959)
• Медаль Тилдена (1963)
• Избран членом Королевского общества (FRS) в 1966 году.
• Лекция Хьюго Мюллера (1972)
• Медаль Флинтоффа (1975)
• Медаль Дэви (1977)
• Золотая медаль Пола Каррера (1977)
• Премия Макса Тишлера (1978).
• Премия в области химии натуральных продуктов (1979)
• Премия Разносчика (1980)
• Роджера Адамса (1983) Премия
• Имея медаль (1984)
• Премия Лонгстаффа (1984)
• Королевская медаль (1984 г.)
• Бейкерианская лекция (1984)
• Премия Роберта Робинсона (1986)
• Международная премия Антонио Фельтринелли по химии (1986)
• Выдающийся лектор Варро Э. Тайлера (1987)
• Международная премия Вольфа по химии (1989)
• Лекция Мемориала Аруна Гутиконды, Колумбийский университет (1991)
• Рыцарь-холостяк (1992)
• Премия Августа Вильгельма фон Хофмана (1992).
• Лекция памяти Ивана Левинштейна (1992)
• Премия «Тетраэдр» (1995)
• Медаль Ханса-Херлофа Инхоффена (1997 г.)
• Премия Уэлча по химии (2000)
• Медаль Копли (2000)
• Премия Р.Б. Вудворда (2004)

Награждение Медалью Копли Королевского общества было произведено:

В знак признания его новаторской работы по выяснению подробных путей биосинтеза всех основных семейств растительных алкалоидов. Его подход, который является парадигмой для будущих биосинтетических исследований сложных молекул, сочетает в себе работу по выделению, определению структуры, синтезу, изотопной маркировке и спектроскопии, особенно передовому ЯМР, а также генетике и молекулярной биологии. Это впечатляющее исследование раскрыло весь путь к витамину B12.

Ссылки

Примечания

Ссылки

Дальнейшее чтение

• Дьюик, Пол М. (2002). Лекарственные натуральные продукты. Биосинтетический подход. Второе издание . Уайли. ISBN  0-471-49640-5 .
• Гессен, Манфред (2002). Алкалоиды. Проклятие или благословение природы . Вайли-ВЧ. ISBN  978-3-906390-24-6 .
• К.М. Кадиш; К.М. Смит; Р. Гилард, ред. (2000). Справочник по порфиринам. Том. 1-25 . Академическая пресса.
• Милгром, Лайонел Р. (1997). Цвета жизни: введение в химию порфиринов и родственных соединений . Оксфорд, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN  0-19-855380-3 .
• К Болдуину; Ф.М. Раушель; А. И. Скотт, ред. (июль 2013 г.). Химические аспекты ферментной биотехнологии: основы . Спрингер. ISBN  978-1-4757-9639-1 .

Внешние ссылки

• Видео профессора сэра Алана Баттерсби и витамина B12 из колледжа Святой Катарины
• Портреты сэра Алана Баттерсби в Национальной портретной галерее, Лондон
• Сайт медали Копли