Leloir, Luis Federico

(B. Paris, Frankrike, 6 September 1906; D. Buenos Aires, Argentina, 2 desember 1987),

biokjemi, nukleotid sukker, oligoand polysakkarid syntese.

Leloir mottok Nobelprisen i Kjemi i 1970 for sin oppdagelse av nukleotidsukker og rollen til disse forbindelsene i interkonvertering av monosakkarider og som forløpere i syntesen av oligo – og polysakkarider. Hans mange bidrag til biokjemi inkluderer også den første beskrivelsen av fettsyreoksydasjon i et cellefritt system, av angiotensinogen og dets konvertering til angiotensin ved inkubering med rennin, og rollen av lipidbundne sakkarider som mellomprodukter i proteinglykosylering.

Medisinsk Og Biokjemisk Trening . Luis F. Leloir ble født I Paris, Frankrike. Hans Argentinske foreldre hadde reist til den franske hovedstaden for å søke medisinsk behandling for faren, en advokat som aldri praktiserte sin handel. To år senere hans mor (hans far døde før Leloir fødsel) tok ham til Buenos Aires. Han studerte medisin ved Universitetet I Buenos Aires, og ble lege i 1932. Fra 1932-1934 var han internist ved Universitetssykehuset mens han gjorde det eksperimentelle arbeidet for sin doktoravhandling under Veiledning Av Bernardo A. Houssay. Houssay var direktør For Institutt For Fysiologi Ved Universitetet I Buenos Aires og hadde utført bemerkelsesverdige studier om hypofysens rolle på karbohydratmetabolismen som han mottok Nobelprisen i Fysiologi eller Medisin i 1947. Leloirs avhandling, «Binyrene og Karbohydrater», mottok 1934 School Of Medicine award for beste avhandling. I 1935 Leloir gikk Til Sir Frederick Gowland Hopkins Biokjemiske Laboratorium Ved University Of Cambridge for postdoktor trening i biokjemi. I Storbritannia ble Leloir kjent med dagens biokjemiske teknikker.

Fettsyreoksydasjon og Hypertensjon . Tilbake i Buenos Aires gjenopptok Leloir sitt arbeid ved Institutt for Fysiologi og taklet to prosjekter (fettsyreoksidasjon og hypertensjon) i årene fra 1937 til 1942. Med Juan M. Muñ studerte Han metabolismen av etanol og fettsyrer. I en serie papirer rapporterte de at en partikkelfraksjon oppnådd fra leverhomogenater, hvis supplert med en tetracarbondikarboksylsyre, cytokrom C og adenosinmonofosfat, var i stand til å opprettholde oksidasjon av fettsyrer. Dette var et bemerkelsesverdig bidrag, som inntil da hadde det vært antatt at prosessen krevde celleintegritet. Mangelen på en nedkjølt sentrifuge frustrerte nesten den vellykkede forberedelsen av partikkelfraksjonen, Men Leloirs håndverk, en av hans styrker, ga en genial og pengebesparende løsning på hindringen da han pakket flere bilrør fylt med fryseblanding rundt en gammel remskive-drevet sentrifuge. Hans praktiske oppfinnsomhet var svært nyttig i Et land som Argentina, hvor forskningsmidler var ofte knappe.

Det andre problemet taklet Av Leloir i disse årene var at av ondartet renal hypertensjon. Hans studier av det ble gjennomført i samarbeid Med Muñ, Eduardo Braun Menendez, Og Juan C. Fasciolo. Det var da kjent at innsnevring av nyrearterien hos hunder resulterte i permanent hypertensjon. Fasciolo viste da at en økning i blodtrykk også skyldes podning av en innsnevret nyre til en normal hund, noe som indikerer at effekten skyldtes et stoff som den behandlede nyren utskilte til blodet. Et tidlig funn av gruppen var at et vandig acetonekstrakt av en innsnevret nyre var i stand til å produsere en forbigående økning i blodtrykket. Den vandige acetonoppløselige substansen var forskjellig fra renin, et allerede kjent pressorstoff som også kunne ekstraheres fra nyrer. Leloir og kollegaer fant da at inkubasjon av renin (en protease) med blodplasma (som inneholdt det som nå kalles angiotensinogen) produserte pressorstoffet løselig i vandig aceton (nå kalt angiotensin). Leloir kunnskap om biokjemi var grunnleggende i disse funnene.

Nukleotidsukker . Argentina opplevde et militærkupp i Argentina i 1943. Kort tid etter sendte Houssay, sammen med mange andre viktige personligheter, et offentlig brev til myndighetene og krevde en retur til » konstitusjonell normalitet, effektivt demokrati og Amerikansk solidaritet.»»Amerikansk solidaritet» var en eufemisme for å sidespore Argentina Med De Allierte I Andre Verdenskrig. den nye regjeringen, som hadde en viss sympati Med Aksen, reagerte ved å avvise alle underskrivere som var offentlige ansatte. Houssay, som universitetsprofessor, falt inn i denne kategorien. Hans oppsigelse ble etterfulgt av oppsigelsen av de fleste av De vitenskapelige ansatte Ved Institutt For Fysiologi,

Leloir blant Dem, i solidaritet Med Houssay. Leloir reiste deretter til Usa, hvor han først jobbet med Ed Hunter på dannelsen av sitronsyre Ved carl Og Gerty Coris laboratorium Ved Washington University I St. Louis og Deretter Med David Green (som han allerede hadde jobbet i Cambridge) Ved Columbia University I New York city på separasjon av aminotransferaser. I 1943 giftet Leloir Seg Med Amelia Zuberbuhler. Resultatet av dette lykkelige ekteskapet var en datter og ni barnebarn.

Tilbake Til Argentina, leloir i 1945 tilknyttet Institute Of Experimental Biology And Medicine, som nylig hadde blitt innviet i Buenos Aires for å være Vert Houssay og de fleste av de tidligere medlemmene Av Institute Of Physiology. Leloir begynte deretter å rekruttere samarbeidspartnere, hvorav Den første Var Ranwel Caputto, en lege som, som Leloir, hadde fått postdoktoropplæring i biokjemi med Malcolm Dixon ved University of Cambridge. Mikrobiologen raú Trucco ble deretter invitert, da intensjonen var å studere fettsyreoksydasjon i bakterier. Carlos Cardini og Alejandro Paladini ble snart med i gruppen. På den tiden Hadde Jaime Campomar, en tekstilindustriist, besluttet å finansiere en ny institusjon dedikert til biokjemisk forskning og nærmet Houssay for råd om valg av direktør. Houssay foreslo raskt Leloir for jobben, og sistnevnte var å være direktør For Instituto De Investigaciones [email protected] Fundació Campomar (Institutt For Biokjemisk Forskning Campomar Foundation; Nå kalt Fundació Instituto Leloir) for resten av livet. Instituttet ble innviet i November 1947 i et lite, en-etasjers, og ganske gammelt hus som lå ved siden av instituttet regissert Av Houssay. Figur 1 viser den første forskningsgruppen på instituttets sentrale uteplass.

fordi eksperimenter på fettsyreoksidasjon ga tvilsomme resultater, bestemte gruppen seg for å bytte sin innsats for å studere syntesen av laktose (et disakkarid bestående av galaktose pluss glukose, Gal og Glc, henholdsvis). Caputto hevdet at han i løpet av avhandlingsarbeidet hadde vært i stand til å syntetisere disakkaridet på inkuberende glykogen (se nedenfor) med et brystkjertelekstrakt. Da disse resultatene ikke kunne gjentas, foreslo Leloir å studere i stedet laktoseforringelse, da denne prosessen kan

gi informasjon om den syntetiske banen. Denne prediksjonen viste seg å være riktig. I ettertid kan Det spekuleres på At Det Caputto hadde observert var sannsynligvis dannelsen av maltose (et annet disakkarid, men inneholder to glukoser) ved amylolytisk nedbrytning av polysakkaridet. Identifikasjon av disakkarider var på den tiden basert på upålitelige metoder, da morfologien til krystallene av derivater dannet ved reaksjon med fenylhydrazin (osazoner).

for den planlagte forskningen bestemte gruppen seg for å bruke et cellefritt ekstrakt avledet fra en gjær (Saccharomyces fragilis) tilpasset å vokse på laktose som karbonkilde. Forskerne oppdaget først en laktase som degraderte disakkaridet til dets monosakkaridbestanddeler og deretter en galaktokinase som fosforylerte galaktose til galaktose 1-fosfat (Gal 1-P). Konvertering av den siste forbindelsen til glukose 6-P (Glc 6-P) krevde to ukjente termostabile faktorer: glukose 1,6 difosfat (Glc 1,6 diP) for konvertering av glukose 1-P (Glc 1-P) Til Glc 6-P, og uridindifosfatglukose (UDP-Glc) for konvertering Av Gal 1-P Til Glc 1-P. Bestemmelse av STRUKTUREN AV UDP-Glc var en ekte tour de force, gitt de minste mengder reagenser og utstyr tilgjengelig. De bestemte seg for at forbindelsen hadde en Glc-rest per to fosfater og at den absorberes i ultrafiolett lys, men absorpsjonsspekteret var det for et ukjent stoff(bare spektra av adenosinholdige forbindelser var kjent da). En Dag Caputto kom til instituttet i en opphisset tilstand, bærer den siste utgaven Av Journal Of Biological Chemistry skildrer i en av artiklene spekteret av uridin, som falt sammen med det nye stoffet. Figur 2 er en tegneserie tegnet Av Leloir som viser stemningen i gruppen før du løser STRUKTUREN TIL UDP-Glc.

Den såkalte Leloirs Sti kan da representeres som:

Gal + ATP → Gal 1-P + ADP

Gal 1-P + UDP-Glc → UDP-Gal + Glc 1-P

UDP-Gal ← UDP-Glc

Glc 1-P → Glc 6-p

hvor udp-Gal står for uridindifosfat galaktose.

UDP-Glc var det første nukleotidsukker som ble beskrevet, og banen viser den første rollen til disse nye forbindelsene, det å være involvert i monosakkarid-interkonvertering. I tilfellet som er beskrevet ovenfor, ble det vist at omdannelse AV UDP-Gal til UDP-Glc krevde nad (nikotinamid-adenin-dinukleotid) som inversjon AV OH-gruppen i C4 fortsetter ved en oksidoreduksjonsreaksjon. Videre ga beskrivelse av banen en fullstendig forklaring på galaktosemi, en human medfødt sykdom som er preget av manglende evne til å metabolisere galaktose. De fleste pasienter er mangelfull i enzymet involvert i den andre reaksjonen som er avbildet ovenfor, mens i en mildere form av sykdommen er galaktokinase det mangelfulle enzymet.

som rapportert også Av Leloir og samarbeidspartnere, kan den generelle banen for nukleotidsukkersyntese representeres som:

NTP + monosakkarid 1-P → NDP – monosakkarid + PP

HVOR NTP står for nukleosidtrifosfater (ATP, UTP, GTP og CTP) og PP for pyrofosfat. Av de nesten hundre nukleotidsukkene som nå er kjent, ble flere av DEM (BNP-Man, UDP-GlcNAc, UDP-GalNAc og ADP-Glc) først beskrevet av Leloir og medarbeidere.

spørsmålet om UDP-Glc hadde en ekstra rolle ved siden av å være involvert i monosaccha-ride interconversion ble reist fordi UDP-Glc ble oppdaget også i gjærstammer som ikke kunne bruke galaktose for vekst. Metoden som deretter ble brukt FOR UDP-Glc-kvantifisering (akselerasjon Av Gal 1-P Til Glc 1-P-transformasjon) ga bevis for en annen rolle av nukleotidsukker, det å være mellomprodukter i monosakkaridoverføringsreaksjoner. Forsvinnelsen AV UDP-Glc inkubert med et gjærekstrakt fortsatte med en høyere hastighet i nærvær Av tilsatt Glc 6-P. Denne effekten ble raskt sporet Av Leloir og en ny samarbeidspartner, Enrico Cabib, til dannelsen av treahalose 6-P. (Trehalose er et disakkarid bestående av to glukoser, forskjellig fra maltose .) Reaksjonen kan beskrives da som:

UDP-Glc + glukose 6-p → trehalose 6-P + UDP

på Samme måte, kort Tid etter leloir beskrev syntesen av sukrose 6-P (sukrose er et sofistikert navn for vårt daglige sukker, bestående av to monosakkarider, Glc og fruktose), ved hjelp av hvetekimekstrakter:

UDP-Glc + fruktose 6-p → sukrose 6-p + udp.

Merkelig, syntese av laktose, som var det første målet med prosjektet, ble beskrevet ikke Av Leloir og hans kolleger, men I 1961 Av Winifred M. Watkins Og W. Z. Hassid, som arbeider med brystkjertelekstrakter («Syntese Av Laktose Ved Partikkel Enzympreparater Fra Marsvin og Bovine Brystkjertler»). Den fortsetter som følger:

UDP-Gal + Glc → laktose + UDP

Glykogen er et reservepolysakkarid som består av mange glukoseenheter som finnes i en rekke organismer, fra bakterier til pattedyr. Planter har i tillegg et annet polysakkarid (stivelse) strukturelt nært knyttet til glykogen. På slutten av 1930-tallet og tidlig på 1940-tallet beskrev Carl Og Gerty Cori i en serie artikler inkubasjonen Av Glc 1-P med et pattedyrcelleekstrakt som resulterte i glykogensyntese i henhold til følgende (reversible) reaksjon:

Glc 1-P + (Glc)n ← (Glc)n+1 + P

Hvor (Glc) n står for glykogen som inneholder N Glc molekyler. Det deltakende enzymet (glykogenfosforylase) ble krystallisert. I mange år ble dette tatt som vei for glykogen syntese, selv om noen motstridende rapporter snart dukket opp. For eksempel førte anvendelsen av adrenalin til dyr, som resulterte i fosforylaseaktivering, til glykogenforringelse, ikke til glykogensyntese. Videre foreslo p-nivåene i levende vev at likevekten ble forskjøvet fra høyre til venstre i ovennevnte ligning. I 1957 Rapporterte Leloir Og Cardini i «Biosyntese Av Glykogen Fra Uridindifosfatglukose» at inkubasjon AV UDP-Glc med et pattedyrcelleekstrakt resulterte i syntese av glykogen. Den syntetiske reaksjonen var da:

UDP-Glc + (Glc)n → (Glc)n + 1 + UDP.

aktiviteten til det involverte enzymet (glykogen syntetase) ble funnet å være sterkt regulert for å tillate akkumulering av polymeren i tider med masse og dens nedbrytning i tider med behov.

Skiftende Tider: 1958-1970 . Jaime Campomar døde i 1956, Og Da hans arvinger bestemte seg for å slutte å finansiere instituttet, bestemte Leloir nesten å lukke det for godt. Heldigvis bidro imidlertid en rekke hendelser Til å frata Leloir fra å ta en så drastisk beslutning. Først søkte Leloir om og mottok et sjenerøst stipend fra National Institutes Of Health i Usa. For Det andre ble regjeringen Til General Juan Peron, som ikke var vennlig til høyere utdanning og forskning, avsatt i 1955. Den nye regjeringen gjeninnførte autonomien til offentlige universiteter og opprettet National Research Council, en institusjon som ga midler til forskning og heltidsstillinger. Houssay ble den første presidenten og holdt stillingen til sin død i 1971. Bygningen som huset leloir ‘ s institute var nesten helt forfalsket. (Han hadde med egne hender konstruert en rekke innvendige kanaler for å hindre lekkasje av regnvann fra å skade tidsskrifter og bøker i biblioteket. Den post-Peronistiske regjeringen tilbød Imidlertid Leloir en mye større bygning (en tidligere nonneskole), og både Han og Houssay flyttet sine institutter inn i den. I tillegg ble Et fruktbart samarbeid mellom Leloir ‘ S Instituto De Investigaciones [email protected] Fundaci Campomar Og School Of Sciences Ved Universitetet I Buenos Aires initiert i 1958. Leloir ble utpekt forskning professor ved universitetets School Of Sciences.

Leloir viet de første årene i den nye bygningen til studiet av regulering av glykogen syntetase av metabolitter (hovedsakelig Ved Glc 6-P) og ved interkonvertering mellom aktive og inaktive former utløst av fosforylering og defosforylering. Han bestemte seg også for at forløperen i syntesen av stivelse ikke VAR UDP-Glc, men et nytt nukleotidsukker, adenosindifosfatglukose (ADP-Glc). DA UDP-Glc viste en dårlig inkorporering av glukose i polysakkaridet i cellefrie analyser, prøvde HAN flere syntetiske nukleotidsukker og fant AT ADP-Glc var langt den beste forløperen. Han isolerte deretter forbindelsen fra naturlige kilder (søtt mais). Et annet problem som fanget Leloir oppmerksomhet var syntesen av høy molekylvekt (partikkelformet) glykogen. Han fant at polysakkaridet syntetisert i testrøret enten ved glykogenfosforylase Fra Glc 1-P eller ved glykogen syntetase fra UDP-Glc ble differensielt dekomponert av en rekke fysiske og kjemiske behandlinger. Det faktum at polysakkaridet dannet av syntetasen FRA UDP-Glc i reagensrøret viste dekomponeringsfunksjoner som var identiske med de av de innfødte molekylene, var en endelig demonstrasjon at UDP-Glc var den sanne glykogenforløperen in vivo.

Nobelprisen og Senere . Den 20. oktober 1970 annonserte Det Svenske Vitenskapsakademiet tildelingen Av Nobelprisen i Kjemi Til Luis F. Leloir for sin oppdagelse av sukkernukleotider og deres rolle i biosyntese av karbohydrater. Da hadde han allerede begynt det som skulle bli hans siste store bidrag til biokjemi.

Phillips Robbins ved Massachusetts Institute Of Technology og Jack Strominger Ved Harvard University hadde på midten av 1960-tallet fastslått at lipidbundne mono – og oligosakkarider oppførte seg som biosyntetiske mellomprodukter mellom nukleotidsukker og flere polysakkaridkomponenter i bakteriell cellevegg. Lipiddelen ble identifisert som et polyprenolfosfat (undecaprenolfosfat). Leloir beskrev da hvordan inkubasjonen av rottelevermembraner med UDP-Glc resulterte i dannelsen av dolichol-P-Glc, dolichol er en polyprenol som inneholder 20-21 isoprenenheter i pattedyrceller. Videre inkubasjon av dolichol-P-Glc førte til overføring av monosakkarid til en forbindelse forsøksvis identifisert som dolichol-P-p-oligosakkarid (senere vist Seg Å Være GlcNAc2 Man9 Glc3). Videre inkubasjon av dette siste lipidderivatet med membranene resulterte i overføringen av hele oligosakkaridet til proteiner. Leloir etablerte dermed grunnlaget for banen som førte til syntesen av glykoproteiner i eukaryote celler og ga også det første beviset som indikerer at det proteinbundne oligosakkaridet ble behandlet(dvs. at monosakkarider begge ble fjernet fra det og tilsatt det).

i 1978 ordføreren I Byen Buenos Aires donert land og dannet og ledet en komite for å samle midler til å bygge en ny bygning. På slutten ble like mengder offentlige og private midler mottatt. Flyttingen til de nye lokalene fant sted i desember 1983. Leloir skulle fortsette å gjøre forskning der i fire år.

Leloir Mannen . Leloir tilhørte en gammel Og velstående Argentinsk familie, en omstendighet som tillot ham fullt ut å vie sin tid til grunnforskning når finansiering for slike bestrebelser var nesten ikke-eksisterende i landet. Han dekket personlig midler til de fleste abonnementer av vitenskapelige tidsskrifter mottatt På Instituttets bibliotek og donerte fullt ut sin lønn som professor Ved Universitetet I Buenos Aires Til Instituttet. Leloir hadde en lav profil personlighet; han skydde offentlig eksponering og viste en ekstremt subtil og utsøkt sans for humor. Leloir var en hard arbeidstaker som, inntil noen år før forgår, hadde fortsatt å jobbe på benken. Forskning var for ham det beste av hobbyer. (Han hadde aldri et privat kontor, i stedet mottar besøkende og gjør institutt papirarbeid på laboratoriet.) Han var ekstremt høflig og behandlet alle, uavhengig av deres sosiale stilling, på samme upretensiøse måte. Han hadde en rolig personlighet og viste en grad av ubehag bare når noen oppførte seg frekt eller viste dårlig oppførsel. Leloirs personlighet bidro sterkt til den betydelige gleden av å jobbe i sin gruppe eller hans institutt.

BIBLIOGRAFI

VERK av LELOIR

Med Carlos E. Cardini. «Biosyntese Av Glykogen Fra Uridindifosfatglukose.»Journal Of American Chemical Society 79 (1957): 6340-6341.

» To Tiår Med Forskning på Biosyntese Av Sakkarider.»Vitenskap 172 (25 Juni 1971): 1299-1303 . Teksten Til Leloirs Nobelforedrag.

» Biosyntese Av Polysakkarider Sett Fra Buenos Aires.»I Biokjemi Av Glykosidisk Kobling, redigert Av Romano Piras og Horacio G. Pontis. New York: Akademisk Presse, 1972.

» Langt borte Og For Lenge siden.»Årlig Gjennomgang Av Biokjemi 52 (1983): 1-15.

ANDRE KILDER

Cabib, Enrico. «Forskning På Sukkernukleotider Bringer Ære Til Argentinsk Biokjemiker.»Vitenskap 170 (6 November 1970): 608-609 .

Cori, Carl F.; Gerty T. Cori; Og Albert H. Hegnauer. «Resyntese Av Muskelglykogen Fra Heksosemonofosfat.»Tidsskrift For Biologisk Kjemi 120 (1937): 193-202.

Cori, Gerty T.; Carl F. Cori; Og Gerhard Schmidt. «Rollen Av Glukose-1-Fosfat I Dannelsen Av Blodsukker og Syntese Av Glykogen i Leveren.»Journal Of Biological Chemistry 129 (1939): 629-639.

Cori, Gerty T. Og Carl F. Cori. «Krystallinsk Muskelfosforylase: IV. Dannelse Av Glykogen.»Tidsskrift For Biologisk Kjemi 151 (1943): 57-63.

Kresge, Nicole; Robert D. Simoni; Og Robert L. Hill. «Luis F. Leloir og Sakkaridenes Biosyntese.»Journal Of Biologisk Kjemi 280 (13 Mai 2005): 158-160.

Myrbä, Karl. «Presentasjon Tale Av Nobelprisen I Kjemi 1970.»I Les Prix Nobel en 1970, redigert Av Wilhelm Odelberg. Stockholm, Sverige: Nobelstiftelsen, 1971.

Parodi, Armando J. » Leloir, Om Livet og Om Ciencia.»Ciencia Hoy 16 (August-September 2006): 23-30.

Watkins, Winifred M. Og William Z. Hassid. «Syntesen Av Laktose Ved Partikkel Enzympreparater Fra Marsvin Og Bovine Brystkjertler.»Tidsskrift For Biologisk Kjemi 237 (1962): 1432-1440 .

Armando J. Parodi