ルロワール、ルイス-フェデリコ

(b.Paris,France,6September1906;d.Buenos Aires,Argentina,2December1987),

生化学,ヌクレオチド糖,オリゴおよび多糖類合成.

Leloirは、ヌクレオチド糖の発見と、単糖の相互変換におけるそれらの化合物の役割、およびオリゴおよび多糖類の合成における前駆体としての役割 生化学への彼の多くの貢献はまた、無細胞系における脂肪酸酸化の最初の記述、アンジオテンシノーゲンとレンニンとのインキュベーション時にアンジオテンシンへの変換、およびタンパク質グリコシル化における中間体としての脂質結合糖の役割を含む。

医学および生化学的な訓練。 ルイス・F・ルロワールはフランスのパリに生まれた。 彼のアルゼンチンの両親は、彼の貿易を練習したことのない弁護士である父親のために治療を求めてフランスの首都に旅行していました。 2年後、彼の母親(彼の父親はLeloirの誕生前に死亡した)は彼をブエノスアイレスに連れて行った。 ブエノスアイレス大学で医学を学び、1932年に医師となった。 1932年から1934年まで、彼は大学病院の内科医であったが、ベルナルド-A-ハウセイの監督の下で博士論文の実験作業を行っていた。 ブエノスアイレス大学の生理学研究所の所長を務め、炭水化物代謝における下垂体の役割について顕著な研究を行い、1947年にノーベル生理学-医学賞を受賞した。 ルロアの論文”副腎と炭水化物”は、1934年の医学学校賞最優秀論文賞を受賞した。 1935年、ルロアはケンブリッジ大学のフレデリック・ゴウランド・ホプキンスの生化学実験室に入り、生化学のポスドクとしての訓練を受けた。 イギリスでは、Leloirは現在の生化学的技術に精通していました。

ブエノスアイレスに戻って、Leloirは生理学研究所で彼の仕事を再開し、1937年から1942年までの2つのプロジェクト(脂肪酸酸化と高血圧)に取り組んだ。 Juan M.Muñozとともに、エタノールと脂肪酸の代謝を研究しました。 一連の論文では、肝臓ホモジネートから得られた粒子画分は、テトラカルボンジカルボン酸、シトクロムC、およびアデノシン一リン酸を補充した場合、脂肪酸の酸化を維持することができることを報告した。 これは、それまでプロセスが細胞の完全性を必要とすると信じられていたので、顕著な貢献でした。 冷やされていた遠心分離機の欠乏はほぼ微粒子の一部分の巧妙な準備を失望させたが、彼が古い滑車運転された遠心分離機のまわりで凍結の混合物で満ちている複数の車の内部管を包むと同時にLeloirの技能、彼の強さの1つは、障害に独創的で、お金節約の解決を提供した。 彼の実践的な工夫は、研究資金がしばしば不足していたアルゼンチンのような国では非常に有用でした。

その年にLeloirが取り組んだ2番目の問題は悪性腎性高血圧症の問題であった。 彼の研究は、Muñoz、Eduardo Braun Menendez、Juan C.Fascioloと共同で行われました。 その後、イヌの腎動脈の狭窄が永久的な高血圧をもたらしたことが知られていた。 Fascioloはそれから血圧の増加がまた正常な犬にくびれた腎臓を接木することに起因したことを示しました、従って効果が扱われた腎臓が血に分泌した このグループの初期の発見の1つは、狭窄した腎臓の水性アセトン抽出物が血圧の一時的な上昇を生じることができたことであった。 水性アセトン可溶性物質は,腎臓からも抽出できる既に知られている昇圧物質であるレニンとは異なっていた。 その後、Leloirらは、レニン(プロテアーゼ)と血漿(現在はアンジオテンシノーゲンと呼ばれるものを含む)とのインキュベーションが、アセトン水溶液(現在はアンジオテンシンと呼ばれる)に可溶性の昇圧物質を産生することを発見した。 ルロアの生化学の知識は、これらの発見において基本的なものでした。

アルゼンチンは1943年にアルゼンチンで軍事クーデターを経験した。 その後すぐに、Houssayは、他の多くの重要な人物とともに、「憲法上の正常性、効果的な民主主義、およびアメリカの連帯」への復帰を要求する公的な手紙を当局に送りました。 枢軸国に一定の同情を持っていた新政府は、公務員であったすべての署名者を却下することによって反応しました。 Houssayは、大学教授として、このカテゴリーに入った。 彼の解雇に続いて、Houssayと連帯して、生理学研究所の科学スタッフの大部分、

Leloirが辞任した。 その後アメリカ合衆国に渡り、セントルイスのワシントン大学のカール・アンド・ガーティ・コリスの研究室でエド・ハンターと共にクエン酸の形成に取り組み、その後ニューヨークのコロンビア大学でデビッド・グリーン(既にケンブリッジ大学で働いていた)と共にアミノトランスフェラーゼの分離に取り組んだ。 1943年、ルロアはアメリア-ズバーブラーと結婚した。 この幸せな結婚の結果は、娘と九人の孫でした。

アルゼンチンに戻ったルロアは、1945年にブエノスアイレスに新設された実験生物学-医学研究所に所属し、Houssayと生理学研究所の元メンバーのほとんどをホストしていた。 ルロアはその後、共同研究者の募集を開始し、その最初のものは、ルロアのように、ケンブリッジ大学でマルコム-ディクソンと生化学のポスドク訓練を受けていた医師であるRanwel Caputtoであった。 次に微生物学者のraël Truccoが招待されたのは、細菌の脂肪酸酸化を研究することを意図していたからです。 カルロス-カルディーニとアレハンドロ-パラディーニがすぐにグループに加わった。 当時、繊維産業家のハイメ-カンポマーは、生化学研究に専念する新しい機関に資金を供給することを決定し、そのディレクターを選ぶ上での助言のためにHoussayに Houssayはすぐに仕事のためのLeloirを提案し、後者はInstituto de Investigaciones Bioquímicas Fundación Campomar(生化学研究Campomar財団のための研究所)のディレクターになることでした; 彼の人生の残りのために)今Fundación Instituto Leloirと呼ばれています。 研究所は1947年11月に、Houssayが監督した研究所に隣接していた、小さくて一階建ての古い家で発足しました。 図1は、研究所の中央パティオでの最初の研究グループを示しています。

脂肪酸酸化の実験は疑わしい結果をもたらしたため、グループはラクトース(ガラクトースとグルコース、それぞれGalとGlcからなる二糖)の合成の研究に取り カプットは、彼の論文の仕事の間に、彼は乳腺抽出物とグリコーゲン(下記参照)をインキュベートする上で二糖を合成することができたと主張した。 これらの結果を繰り返すことができなかったため、Leloirは、このプロセスが

合成経路に関する情報を提供する可能性があるため、乳糖分解の代わりに研究することを提案した。 この予測は正しいことが証明されました。 後知恵では、Caputtoが観察したことは、おそらく多糖類のアミロ分解分解によるマルトース(別の二糖類であるが、二つのグルコースを含む)の形成であったと推測される。 二糖類の同定は、フェニルヒドラジン(オサゾン)との反応で形成された誘導体の結晶の形態として、信頼性の低い方法に基づいていた。

計画された研究のために、グループは、炭素源としてラクトース上で成長するように適応した酵母(Saccharomyces fragilis)由来の無細胞抽出物を使用することにしました。 科学者たちは、最初に二糖をその単糖成分に分解するラクターゼと、ガラクトースをガラクトース1-リン酸(Gal1-P)にリン酸化するガラクトキナーゼを検出した。 グルコース6-P(Glc6-P)への最後の化合物の変換には、グルコース1-P(Glc1-P)からGlc6-Pへの変換にはグルコース1,6二リン酸(Glc1,6diP)、Gal1-PからGlc1-Pへの変換にはウリジン二リン酸グルコース(UDP-Glc)という二つの未知の熱安定性因子が必要であった。UDP-Glcの構造を決定することは、利用可能な試薬と機器の最小量を考えると、実際のツール-ド-フォースであった。 彼らは、化合物が2つのリン酸塩ごとに1つのGlc残基を有し、紫外線に吸収されることを決定したが、吸収スペクトルは未知の物質のものであった(当時はアデノシン含有化合物のスペクトルのみが知られていた)。 ある日、Caputtoは励起状態で研究所に来て、論文の一つに新しい物質のそれと一致するウリジンのスペクトルを描いた生物化学ジャーナルの最後の号を運 図2は、UDP-Glcの構造を解く前のグループの気分を示すLeloirによって描かれた漫画です。<1 5 0 8><9 6 5 9>いわゆるルロア経路は、以下のように表すことができる:<1 5 0 8><9 6 5 9>Gal+ATP→Gal1−P+ADP<1 5 0 8><9 6 5 9>Gal1−P+UDP−Glc→UDP−Gal+Glc1−P<1 5 0 8><9 6 5 9>UDP−Gal+UDP−Glc<1 5 0 8><9 6 5 9>Glc1−P→Glc6−P<1 5 0 8><9 6 5 9>Gal1−P+ADP<1 5 0 8><9 6 5 9>Gal1−P+ADP<1 5 0 8><9 6 5 9>GAL1−P+ADP<1 5 0 8><9 6 5 9>GAL1−P+ADP<1 5 0 8><9 6 5 9>GAL1−P+ADP<1 5 0 8>1508>

ここで、Udp-galはウリジン二リン酸ガラクトースの略です。

UDP-Glcは、記述された最初のヌクレオチド糖であり、経路は、単糖相互変換に関与していること、これらの新規化合物の最初の役割を示しています。 上記の場合、UDP-GalのUDP-Glcへの変換は、C4中のOH基の反転が酸化還元反応によって進行するため、NAD(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)を必要とすることが示された。 さらに、経路の説明は、ガラクトースを代謝することができないことを特徴とするヒトの先天性疾患であるガラクトース血症の完全な説明を提供した。 ほとんどの患者は、上記の第二の反応に関与する酵素が欠乏しているのに対し、より軽度の形態の疾患では、ガラクトキナーゼが欠損酵素である。

Leloirと共同研究者によっても報告されているように、ヌクレオチド糖合成の一般的な経路は次のように表すことができます。

NTP+単糖1-P→NDP-単糖+PP

ここで、NTPはヌクレオシド三リン酸(ATP、UTP、GTP、およびCTP)を表し、PPはピロリン酸を表します。 現在知られている約100のヌクレオチド糖のうち、それらのいくつか(GDP-Man、UDP-GlcNAc、UDP-GalNAc、およびADP-Glc)は、Leloirおよび共同研究者によって最初に記載された。

ガラクトースを成長に使用できない酵母株でもUDP-Glcが検出されたため、UDP-Glcがmonosaccha-ride相互変換に関与する以外に追加の役割を持っていたかどうかの疑問が提起された。 その後、UDP-Glc定量(Glc1-P変換へのGal1-Pの加速)に使用される方法は、単糖転移反応における中間体であるヌクレオチド糖の第二の役割の証拠を提供した。 酵母抽出物とインキュベートUDP-Glcの消失は、添加されたGlc6-Pの存在下でより高い速度で進行した。 この効果は、leloirと新しい共同研究者であるEnrico Cabibによって、treahalose6-Pの形成に迅速に追跡されました(Trehaloseは、マルトースとは異なる2つのグルコースからなる二糖で

UDP-Glc+グルコース6-P→トレハロース6-P+UDP

同様に、Leloirがスクロース6-P(スクロースは小麦胚芽抽出物を使用して、二つの単糖類、Glcとフルクトースで構成される私たちの毎日の砂糖の洗練された名前である)の合成を説明した直後に:

UDP-Glc+フルクトース6-P→トレハロース6-P+UDP

UDP-Glc+フルクトース6-P→トレハロース6-P+UDP

UDP-Glc+フルクトース6-P→トレハロース6-P+UDP

UDP-Glc+フルクトース6-P→トレハロース6-P+UDP

スクロース6-p+udp。

不思議なことに、プロジェクトの最初の目的であったラクトースの合成は、leloirと彼の同僚によってではなく、1961年にwinifred M.WatkinsとW.Z.Hassidによって乳腺抽出物(”モルモットとウシの乳腺からの粒子状酵素調製物によるラクトースの合成”)によって記述された。 それは次のように進行する:

UDP-Gal+Glc→ラクトース+UDP

グリコーゲンは、細菌から哺乳類まで、様々な生物に存在する多くのグルコース単位で構成される予備多糖である。 植物は、さらに、グリコーゲンと構造的に密接に関連する別の多糖類(デンプン)を有する。 1930年代後半から1940年代初頭にかけて、CarlとGerty Coriは、一連の記事で、glc1-Pを哺乳動物細胞抽出物とインキュベーションし、以下の(可逆的な)反応に従ってグリコーゲン合成を生じることを説明した:

Glc1-P+(Glc)n≤(Glc)n+1+P

ここで、(Glc)nはn個のGlc分子を含むグリコーゲンを表す。 関与する酵素(グリコーゲンホスホリラーゼ)を結晶化した。 何年もの間、これはグリコーゲン合成の経路として取られたが、いくつかの矛盾する報告がすぐに現れた。 例えば、ホスホリラーゼの活性化をもたらした動物へのアドレナリンの適用は、グリコーゲン合成ではなく、グリコーゲン分解につながった。 さらに,生きた組織のPレベルは,平衡が上の式で右から左に変位していることを示唆した。 1957年、LeloirとCardiniは「Biosynthesis of Glycogen from Uridine Diphosphate Glucose」で、哺乳類細胞抽出物とUDP-Glcをインキュベーションするとグリコーゲンが合成されることを報告した。 次いで、合成反応は、<1 5 0 8><9 6 5 9>UDP−Glc+(Glc)n→(Glc)n+1+UDPであった。

関与する酵素(グリコーゲン合成酵素)の活性は、多量の時間にポリマーの蓄積を可能にし、必要な時間にその分解を可能にするために高度に調節されていることが判明した。

時代の変化:1958年から1970年。 ハイメCampomarは1956年に死亡し、彼の相続人が研究所への資金提供を中止することを決定したので、Leloirはほとんど良いためにそれを閉じることに決めました。 しかし、幸いなことに、一連の出来事は、ルロアがそのような抜本的な決定を下すことを説得するのに役立ちました。 最初に、Leloirは米国の国立衛生研究所から寛大な助成金を申請し、受け取りました。 第二に、高等教育と研究に友好的ではなかったフアン-ペロン将軍の政府は、1955年に解任された。 新政府は、公立大学の自治を復活させ、研究とフルタイムの位置のための資金を提供する機関である国立研究評議会を創設しました。 Houssayはその最初の大統領になり、1971年に彼の死までそのポストを務めました。 Leloirの研究所を収容した建物はほぼ完全に老朽化していました。 (彼は雨水が図書館内の雑誌や本に損傷を与えるのを防ぐために、彼自身の手で一連の内部チャネルを構築していました。)ポストペロニスト政府は、しかし、ルロアにはるかに大きな建物(元修道女の学校)を提供し、彼とHoussayの両方がそれに彼らの研究所を移動しました。 さらに、1958年には、ルロアのInstituto de Investigaciones Bioquímicas Fundación Campomarとブエノスアイレス大学の理学部との間の実りある関連が開始されました。 ルロアは、大学の科学の学校の研究教授に指定されました。

Leloirは、代謝産物(主にGlc6-Pによる)によるグリコーゲン合成酵素の調節、およびリン酸化および脱リン酸化によって誘発される活性型と不活性型の間の相互変換の研究に新しい建物で最初の年を捧げた。 彼はまた、デンプンの合成における前駆体はUDP-Glcではなく、新しいヌクレオチド糖、アデノシン二リン酸グルコース(ADP-Glc)であることを決定した。 UDP-Glcは無細胞アッセイで多糖類へのグルコースの取り込みが悪いことを示したので、彼はいくつかの合成ヌクレオチド糖を試み、ADP-Glcがはるかに最良の前駆体であることを発見した。 彼はその後、天然源(スイートコーン)から化合物を単離した。 Leloirの注意を引いたもう一つの問題は、高分子量(粒子状)グリコーゲンの合成でした。 彼は、Glc1-PからのグリコーゲンホスホリラーゼまたはUDP-Glcからのグリコーゲン合成酵素のいずれかによって試験管で合成された多糖類が、一連の物理的およ 試験管内のUDP-Glcからの合成酵素によって形成された多糖類が天然分子のものと同一の分解特徴を示したことは,UDP-Glcがinvivoで真のグリコーゲン前駆体であることの決定的な証明であった。

ノーベル賞以降。 1970年10月20日、スウェーデン科学アカデミーは、糖ヌクレオチドの発見と炭水化物の生合成におけるその役割について、ルイス・F・ルロアにノーベル化学賞を授与することを発表した。 それまでに彼はすでに生化学への彼の最後の大きな貢献であることを行っていたものを始めていた。

マサチューセッツ工科大学のPhillips Robbinsとハーバード大学のJack Stromingerは、1960年代半ばに、脂質に結合した単糖とオリゴ糖がヌクレオチド糖と細菌細胞壁のいくつかの多糖成分との間の生合成中間体として振る舞うことを決定した。 脂質部分はポリプレノール(ウンデカプレノール)りん酸塩として同定された。 その後、Leloirは、UDP-Glcとラット肝臓膜のインキュベーションがdolichol-P-Glcの形成をもたらした方法を説明し、dolicholは哺乳類細胞に20-21イソプレン単位を含むポリプレノールである。 Dolichol-P-Glcのさらなるインキュベーションは、暫定的にdolichol-P-P-オリゴ糖として同定された化合物(後にGlcnac2Man9Glc3であることが示された)への単糖の移動を 膜とのこの最後の脂質の派生物のそれ以上の孵化は蛋白質への全オリゴ糖の移動で起因しました。 このように、Leloirは、真核細胞における糖タンパク質の合成につながる経路の基礎を確立し、また、タンパク質結合オリゴ糖が処理されたことを示す最初の証拠を提供した(すなわち、単糖が両方から除去され、それに加えられた)。

1978年、ブエノスアイレス市長は土地を寄付し、新しい建物を建設するための資金を集めるための委員会を結成し、主宰した。 最後に、同額の公的資金と民間資金が受領されました。 新しい建物への移転は1983年12月に行われました。 ルロアはそこで4年間研究を続けることになっていた。

ルロアの男。 ルロアは古くて裕福なアルゼンチンの家族に属していたため、そのような努力のための資金が国内にほとんど存在しなかったときに基礎研究に時間を割くことができた状況であった。 彼は個人的に研究所の図書館で受け取った科学雑誌のほとんどの購読のための資金をカバーし、ブエノスアイレス大学の研究教授としての彼の給料を研究所に完全に寄付しました。 Leloirは控えめな性格を持っていました; 彼は公共の露出を避け、ユーモアの非常に微妙で絶妙な感覚を表示しました。 Leloirは、亡くなる数年前までベンチで働き続けていた勤勉な労働者でした。 研究は彼のために最高の趣味でした。 (彼はプライベートオフィスを持っていなかった、代わりに訪問者を受信し、研究室で研究所の書類をやって。)彼は非常に礼儀正しく、同じ控えめな方法で、独立して彼らの社会的地位の、誰もが扱われました。 彼は穏やかな性格を持っていて、誰かが無礼に行動したり、悪いマナーを示したときにのみ不快感を示しました。 Leloirの人格は、彼のグループや研究所で働くことの実質的な喜びに大きく貢献しました。

参考文献

ルロア

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アルマンド-J-パロディ