Leloir, Luis Federico

(b. Paris, França, 6 de setembro de 1906; d. Buenos Aires, Argentina, 2 de dezembro de 1987),

bioquímica, nucleotídeos, açúcares, oligoand polissacarídeo de síntese.Leloir recebeu o Prêmio Nobel de Química de 1970 por sua descoberta de açúcares nucleotídeos e o papel desses compostos na interconversão de monossacarídeos e como precursores na síntese de oligo e polissacarídeos. Suas muitas contribuições para a bioquímica também incluem a primeira descrição da oxidação de ácidos graxos em um sistema livre de células, de angiotensinogênio e sua conversão em angiotensina após a incubação com renina, e o papel dos sacarídeos ligados a lipídios como intermediários na glicosilação de proteínas.

treinamento médico e bioquímico . Luis F. Leloir nasceu em Paris, França. Seus pais Argentinos viajaram para a capital francesa em busca de tratamento médico para o pai, um advogado que nunca praticou seu comércio. Dois anos depois, sua mãe (seu pai morreu antes do nascimento de Leloir) o levou para Buenos Aires. Estudou medicina na Universidade de Buenos Aires, tornando-se médico em 1932. De 1932 a 1934 foi internista no Hospital Universitário enquanto fazia o trabalho experimental de sua tese de doutorado sob a supervisão de Bernardo A. Houssay. Houssay foi diretor do Instituto de Fisiologia da Universidade de Buenos Aires e realizou estudos notáveis sobre o papel da hipófise no metabolismo de carboidratos, pelo qual recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1947. A dissertação de Leloir,” a glândula Adrenal e os carboidratos”, recebeu o Prêmio da Escola de Medicina de 1934 para a melhor Tese. Em 1935, Leloir foi ao laboratório bioquímico de Sir Frederick Gowland Hopkins na Universidade de Cambridge para treinamento de pós-doutorado em Bioquímica. No Reino Unido, Leloir se familiarizou com as técnicas bioquímicas atuais.

oxidação de ácidos graxos e hipertensão. De volta a Buenos Aires, Leloir retomou seu trabalho no Instituto de Fisiologia e abordou dois projetos (oxidação de ácidos graxos e hipertensão) nos anos de 1937 a 1942. Com Juan M. Muñoz estudou o metabolismo do etanol e dos ácidos graxos. Em uma série de artigos, eles relataram que uma fração particulada obtida de homogeneizados hepáticos, se suplementada com um ácido dicarboxílico de tetracarbono, citocromo C e monofosfato de adenosina, foi capaz de sustentar a oxidação de ácidos graxos. Esta foi uma contribuição notável, pois até então se acreditava que o processo exigia integridade celular. A falta de uma centrífuga refrigerada quase frustrou a preparação bem-sucedida da fração particulada, mas o artesanato de Leloir, um de seus pontos fortes, forneceu uma solução engenhosa e econômica para o obstáculo enquanto ele envolvia vários tubos internos de automóveis cheios de mistura de congelamento em torno de uma antiga centrífuga movida a polia. Sua engenhosidade prática era extremamente útil em um país como a Argentina, onde os fundos de pesquisa eram frequentemente escassos.

o segundo problema abordado por Leloir naqueles anos foi o da hipertensão renal maligna. Seu estudo foi realizado em colaboração com Muñoz, Eduardo Braun Menendez e Juan C. Fasciolo. Soube-se então que a constrição da artéria renal de cães resultou em hipertensão permanente. Fasciolo então mostrou que um aumento na pressão arterial também resultou da enxertia de um rim contraído em um cão normal, indicando assim que o efeito foi devido a uma substância que o rim tratado secretava no sangue. Um dos primeiros achados do grupo foi que um extrato aquoso de acetona de um rim contraído foi capaz de produzir um aumento transitório da pressão arterial. A substância aquosa solúvel em acetona era diferente da renina, uma substância pressora já conhecida que também poderia ser extraída dos rins. Leloir e colegas de trabalho descobriram então que a incubação da renina (uma protease) com plasma sanguíneo (que continha o que agora é chamado de angiotensinogênio) produziu a substância pressora solúvel em acetona aquosa (agora chamada angiotensina). O conhecimento de Leloir sobre Bioquímica foi fundamental nesses achados.

Açúcares Nucleotídeos . A Argentina sofreu um golpe de Estado militar na Argentina em 1943. Logo depois, Houssay, junto com muitas outras personalidades importantes, enviou uma carta pública às autoridades exigindo um retorno à “normalidade constitucional, democracia efetiva e solidariedade Americana.””Solidariedade americana” foi um eufemismo para tapar a Argentina com os Aliados na Segunda Guerra Mundial. o novo governo, que tinha certa simpatia pelo eixo, reagiu demitindo todos os signatários que eram funcionários públicos. Houssay, como professor universitário, caiu nessa categoria. Sua demissão foi seguida pela renúncia da maior parte da equipe científica do Instituto de Fisiologia,

Leloir entre eles, em solidariedade com Houssay. Leloir, em seguida, viajou para os Estados Unidos, onde ele trabalhou pela primeira vez com Ed Hunter sobre a formação de ácido cítrico a Carl e Gerty Coris do laboratório na Universidade de Washington em St. Louis e em seguida, com David Green (com quem ele já havia trabalhado em Cambridge), na Universidade de Columbia em Nova Iorque, a separação das aminotransferases. Em 1943 Leloir casou-se com Amelia Zuberbuhler. Os resultados deste casamento feliz foram uma filha e nove netos.

voltando à Argentina, Leloir em 1945 filiado ao Instituto de Biologia Experimental e medicina, que havia sido recentemente inaugurado em Buenos Aires para hospedar Houssay e a maioria dos ex-membros do Instituto de Fisiologia. Leloir então começou a recrutar colaboradores, o primeiro dos quais foi Ranwel Caputto, um médico que, como Leloir, havia recebido treinamento de pós-doutorado em Bioquímica com Malcolm Dixon na Universidade de Cambridge. Raúl Trucco, microbiologista, foi convidado a seguir, pois a intenção era estudar a oxidação de ácidos graxos em bactérias. Carlos Cardini e Alejandro Paladini logo se juntaram ao grupo. Naquela época, Jaime Campomar, um industrial têxtil, decidiu financiar uma nova instituição dedicada à pesquisa bioquímica e abordou Houssay para obter conselhos sobre como escolher seu diretor. Houssay rapidamente sugeriu Leloir para o trabalho, e este último seria o diretor do Instituto de Investigaciones biológicas Fundación Campomar (Instituto de pesquisa bioquímica Fundação Campomar; agora chamado de Fundación Instituto Leloir) pelo resto de sua vida. O instituto foi inaugurado em novembro de 1947 em uma casa pequena, de um andar e bastante antiga, adjacente ao Instituto dirigido por Houssay. A figura 1 retrata o grupo de pesquisa inicial no pátio central do Instituto.Como experimentos com oxidação de ácidos graxos produziram resultados duvidosos, o grupo decidiu mudar seus esforços para estudar a síntese de lactose (um dissacarídeo composto de galactose mais glicose, Gal e Glc, respectivamente). Caputto afirmou que durante seu trabalho de tese ele foi capaz de sintetizar o dissacarídeo na incubação de glicogênio (veja abaixo) com um extrato de glândula mamária. Como esses resultados não puderam ser repetidos, Leloir sugeriu estudar a degradação da lactose, pois esse processo pode

fornecer informações sobre a via sintética. Esta previsão provou ser correta. Em retrospectiva, pode-se especular que o que Caputto havia observado foi provavelmente a formação de maltose (outro dissacarídeo, mas contendo duas glucoses) por degradação amilolítica do polissacarídeo. A identificação de dissacarídeos foi na época baseada em métodos não confiáveis, como a morfologia dos cristais de derivados formados após reação com fenilhidrazina (osazonas).

para a pesquisa planejada, o grupo decidiu usar um extrato sem células derivado de uma levedura (Saccharomyces fragilis) adaptada para crescer na lactose como fonte de carbono. Os cientistas detectaram pela primeira vez uma lactase que degradou o dissacarídeo em seus constituintes monossacarídeos e, em seguida, uma galactoquinase que fosforilou galactose em galactose 1-fosfato (Gal 1-P). A conversão do último composto de glicose 6-P (Glc 6-P) necessários dois desconhecidos termoestável fatores: glicose 1,6 difosfato (Glc 1,6 diP) para a conversão da glicose 1-P (Glc 1-P) Glc 6-P, e uridine difosfato glicose (UDP-Glc), para a conversão de Gal 1-P para Glc 1-P. Determinação da estrutura de UDP-Glc foi um verdadeiro tour de force, dado o mínimo de quantidades de reagentes e equipamentos disponíveis. Eles determinaram que o composto tinha um resíduo de Glc por dois fosfatos e que absorveu na luz ultravioleta, mas o espectro de absorção era o de uma substância desconhecida (apenas espectros de compostos contendo adenosina eram conhecidos até então). Um dia Caputto chegou ao instituto em um estado animado, carregando a última edição do Journal of Biological Chemistry retratando em um dos artigos o espectro da uridina, que coincidiu com o da nova substância. A figura 2 é um desenho animado desenhado por Leloir mostrando o humor do grupo antes de resolver a estrutura do UDP-Glc.

O chamado Leloir o Caminho pode ser representado como:

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

onde UDP-Gal significa uridine difosfato galactose.

UDP-Glc foi o primeiro açúcar nucleotídeo a ser descrito, e a via mostra o primeiro papel desses novos compostos, o de estar envolvido na interconversão de monossacarídeos. No caso descrito acima, a conversão de UDP-Gal para UDP-Glc demonstrou exigir NAD (nicotinamida adenina dinucleotídeo) como inversão do grupo OH EM C4 prossegue por uma reação de oxidorredução. Além disso, a descrição da via forneceu uma explicação completa da galactosemia, uma doença congênita humana caracterizada pela incapacidade de metabolizar a galactose. A maioria dos pacientes é deficiente na enzima envolvida na segunda reação descrita acima, enquanto em uma forma mais branda da doença, a galactoquinase é a enzima deficiente.

Como relatado também por Leloir e colaboradores, em geral, a caminho de nucleotídeos de açúcar síntese pode ser representado como:

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

onde NTP significa análogos de triphosphates (ATP, UTP, GTP, e CTP) e PP para pirofosfato. Dos quase cem açúcares nucleotídeos agora conhecidos, vários deles (GDP-Man, UDP-GlcNAc, UDP-GalNAc e ADP-Glc) foram descritos pela primeira vez por Leloir e colegas de trabalho.

a questão de saber se o UDP-Glc teve um papel adicional além do de estar envolvido na interconversão monossaccha-ride foi levantada porque o UDP-Glc foi detectado também em cepas de levedura incapazes de usar galactose para o crescimento. O método então usado para quantificação UDP-Glc (aceleração da transformação Gal 1-P para Glc 1-P) forneceu evidências para um segundo papel dos açúcares nucleotídeos, o de serem intermediários nas reações de transferência de monossacarídeos. O desaparecimento do UDP-Glc incubado com um extrato de levedura procedeu a uma taxa mais alta na presença de GLC 6-P adicionado. Este efeito foi rapidamente seguido por Leloir e um novo colaborador, Enrico Cabib, para a formação de treahalose 6-P. (a Trealose é um dissacarídeo composto de duas unidades de glucose, diferente da maltose.) A reação pode ser descrita, então, como:

UDP-Glc + glicose 6-P → trealose 6-P + UDP

da mesma forma, logo após Leloir descrita a síntese de sacarose, 6-P (sacarose é um nome sofisticado para nosso dia-açúcar, composto de dois monossacarídeos, Glc e frutose), utilizando-se de gérmen de trigo, extratos:

UDP-Glc + frutose 6-P → sacarose 6-P + UDP.

Curiosamente, para a síntese de lactose, que foi o primeiro objetivo do projeto, foi descrito não por Leloir e seus colegas de trabalho, mas, em 1961, por Winifred M. Watkins e W. Z. Hassid, trabalhando com extratos de glândula mamária (“A Síntese da Lactose por Partículas de preparados Enzimáticos de Porco da Guiné e de Glândulas Mamárias de Bovinos”). Procede da seguinte forma:

UDP-Gal + Glc → lactose + UDP

o glicogênio é um polissacarídeo de reserva constituído por muitas unidades de glicose presentes em uma variedade de organismos, de bactérias a mamíferos. As plantas têm, além disso, outro polissacarídeo (amido) estruturalmente intimamente relacionado ao glicogênio. No final da década de 1930 e início de 1940, Carl e Gerty Cori, em uma série de artigos, descrito a incubação de Glc 1-P com um celular de mamíferos extrair resultando na síntese de glicogênio, de acordo com o seguinte (reversível) reação:

Glc 1-P + (Glc)n ← (Glc)n+1 + P

onde (Glc)n significa glicogênio contendo n Glc moléculas. A enzima participante (glicogênio fosforilase) foi cristalizada. Por muitos anos, isso foi tomado como o caminho da síntese de glicogênio, embora alguns relatórios conflitantes logo tenham aparecido. Por exemplo, a aplicação de adrenalina em animais, que resultou na ativação da fosforilase, levou à degradação do glicogênio, não à síntese de glicogênio. Além disso, os níveis de P em tecidos vivos sugeriram que o equilíbrio foi deslocado da direita para a esquerda na equação acima. Em 1957, Leloir e Cardini relataram em “biossíntese de glicogênio da glicose difosfato de uridina” que a incubação de UDP-Glc com um extrato de células de mamíferos resultou na síntese de glicogênio. A reação sintética foi então:

UDP-Glc + (Glc)n → (Glc)n+1 + UDP.

a atividade da enzima envolvida (glicogênio sintetase) foi altamente regulada para permitir o acúmulo do polímero em tempos de Abundância e sua degradação em tempos de necessidade.

Tempos De Mudança: 1958-1970 . Jaime Campomar morreu em 1956, e como seus herdeiros decidiram descontinuar o financiamento do Instituto, Leloir quase decidiu fechá-lo para sempre. Felizmente, no entanto, uma série de eventos ajudou a dissuadir Leloir de tomar uma decisão tão drástica. Primeiro, Leloir solicitou e recebeu uma generosa doação dos Institutos Nacionais de saúde dos Estados Unidos. Em segundo lugar, o governo do General Juan Peron, que não era amigável ao ensino superior e à pesquisa, foi deposto em 1955. O novo governo restabeleceu a autonomia das universidades públicas e criou o Conselho Nacional de pesquisa, instituição que forneceu recursos para pesquisas e cargos em tempo integral. Houssay se tornou seu primeiro presidente e ocupou esse cargo até sua morte em 1971. O edifício que abrigava o Instituto de Leloir estava quase completamente dilapidado. (Ele construiu com suas próprias mãos uma série de canais internos para evitar que a água da chuva vazasse danificando diários e livros na biblioteca.) O governo pós-peronista, no entanto, ofereceu a Leloir um prédio muito maior (uma antiga escola de freira), e ele e Houssay mudaram seus institutos para ele. Além disso, uma associação frutífera entre o Instituto de Investigaciones biológicas Fundación Campomar de Leloir e a Escola de Ciências da Universidade de Buenos Aires foi iniciada em 1958. Leloir foi designado professor de pesquisa da Escola de Ciências da Universidade.

Leloir dedicou os primeiros anos no novo edifício ao estudo da regulação da glicogênio sintetase por metabólitos (principalmente por Glc 6-P) e pela interconversão entre formas ativas e inativas desencadeadas por fosforilação e desfosforilação. Ele também determinou que o precursor na síntese de amido não era UDP-Glc, mas um novo nucleotídeo açúcar, adenosina difosfato glicose (ADP-Glc). Como o UDP-Glc mostrou uma má incorporação de Glicose no polissacarídeo em ensaios sem células, ele tentou vários açúcares nucleotídeos sintéticos e descobriu que o ADP-Glc era de longe o melhor precursor. Ele então isolou o composto de fontes naturais (milho doce). Outro problema que chamou a atenção de Leloir foi a síntese de glicogênio de alto peso molecular (particulado). Ele descobriu que o polissacarídeo sintetizado no tubo de ensaio por glicogênio fosforilase de Glc 1-P ou por glicogênio sintetase de UDP-Glc foi decomposto diferencialmente por uma série de tratamentos físicos e químicos. O fato de o polissacarídeo formado pela sintetase de UDP-Glc no tubo de ensaio apresentar características de decomposição idênticas às das moléculas nativas foi uma demonstração definitiva de que UDP-Glc foi o verdadeiro precursor do glicogênio in vivo.

o Prêmio Nobel e depois . Em 20 de outubro de 1970, a Academia Sueca de Ciências anunciou a concessão do Prêmio Nobel de Química A Luis F. Leloir por sua descoberta de nucleotídeos de açúcar e seu papel na biossíntese de carboidratos. A essa altura, ele já havia começado o que seria sua última grande contribuição para a bioquímica.Phillips Robbins, do Instituto de tecnologia de Massachusetts, e Jack Strominger, da Universidade de Harvard, determinaram, em meados da década de 1960, que mono e oligossacarídeos ligados a lipídios se comportavam como intermediários biossintéticos entre açúcares nucleotídeos e vários componentes polissacarídeos da parede celular bacteriana. A porção lipídica foi identificada como um fosfato de poliprenol (undecaprenol). Leloir então descreveu como a incubação das membranas do fígado de rato com UDP-Glc resultou na formação de dolichol-P-Glc, dolichol sendo um poliprenol contendo 20-21 unidades de isopreno em células de mamíferos. A incubação adicional de dolichol-P-Glc levou à transferência do monossacarídeo para um composto provisoriamente identificado como dolichol-P-P-oligossacarídeo (mais tarde mostrado como GlcNAc2 Man9 Glc3). A incubação adicional deste último derivado lipídico com as membranas resultou na transferência de todo o oligossacarídeo para proteínas. Leloir assim estabeleceu a base da via que leva à síntese de glicoproteínas em células eucarióticas e também forneceu a primeira evidência indicando que o oligossacarídeo ligado à proteína foi processado (ou seja, que os monossacarídeos foram removidos e adicionados a ele).Em 1978, o prefeito da cidade de Buenos Aires doou terras e formou e presidiu um comitê para reunir fundos para a construção de um novo edifício. No final, quantias iguais de fundos públicos e privados foram recebidas. A mudança para as novas instalações ocorreu em dezembro de 1983. Leloir deveria continuar fazendo pesquisas lá por quatro anos.

Leloir o homem . Leloir pertencia a uma antiga e rica família argentina, uma circunstância que lhe permitiu dedicar plenamente seu tempo à pesquisa básica quando o financiamento para tais empreendimentos era quase inexistente no país. Ele cobriu pessoalmente fundos para a maioria das assinaturas de revistas científicas recebidas na Biblioteca do Instituto e doou totalmente seu salário como professor de pesquisa da Universidade de Buenos Aires ao Instituto. Leloir tinha uma personalidade de baixo perfil; ele evitou a exposição pública e exibiu um senso de humor extremamente sutil e requintado. Leloir era um trabalhador que, até alguns anos antes de falecer, continuava trabalhando no banco. A pesquisa foi para ele o melhor dos hobbies. (Ele nunca teve um escritório particular, em vez de receber visitantes e fazer papelada instituto no laboratório. Ele era extremamente cortês e tratava a todos, independentemente de sua posição social, da mesma maneira despretensiosa. Ele tinha uma personalidade calma e mostrava um grau de desconforto apenas quando alguém se comportava rudemente ou mostrava más maneiras. A personalidade de Leloir contribuiu muito para o prazer substancial de trabalhar em seu grupo ou em seu instituto.

bibliografia

obras de Leloir

com Carlos E. Cardini. “Biossíntese de glicogênio da glicose difosfato de uridina.”Journal of the American Chemical Society 79 (1957): 6340-6341.

“duas décadas de pesquisa sobre a biossíntese de sacarídeos.”Science 172 (25 De Junho De 1971): 1299-1303. O texto da palestra Nobel de Leloir.

“biossíntese de polissacarídeos vista de Buenos Aires.”Em Bioquímica da ligação glicosídica, editado por Romano Piras e Horacio G. Pontis. New York: Academic Press, 1972.

“longe e há muito tempo.”Annual Review of Biochemistry 52 (1983): 1-15.

outras fontes

Cabib, Enrico. “A pesquisa sobre nucleotídeos do açúcar traz honra ao bioquímico Argentino.”Science 170 (6 De Novembro De 1970): 608-609.

Cori, Carl F.; Gerty T. Cori; and Albert H. Hegnauer. “Ressíntese de glicogênio muscular do Hexosemonofosfato.”Journal of Biological Chemistry 120 (1937): 193-202.

Cori, Gerty T.; Carl F. Cori; e o Gerhard Schmidt. “O papel da glicose-1-fosfato na formação de açúcar no sangue e síntese de glicogênio no fígado.”The Journal of Biological Chemistry 129( 1939): 629-639.

Cori, Gerty T., and Carl F. Cori. “Fosforilase muscular cristalina: IV. formação de glicogênio.”Journal of Biological Chemistry 151 (1943): 57-63.

Kresge, Nicole; Robert D. Simoni; e Robert L. Hill. “Luis F. Leloir e a biossíntese de sacarídeos.”Journal of Biological Chemistry 280 (13 de Maio de 2005): 158-160.

Myrbäck, Karl. “Discurso de apresentação do Prêmio Nobel de Química 1970.”In Les Prix Nobel en 1970, edited by Wilhelm Odelberg. Estocolmo, Suécia: Fundação Nobel, 1971.

Parodi, Armando J. ” Leloir, su Vida y su Ciencia.”Ciencia Hoy 16( Agosto-Setembro De 2006): 23-30.

Watkins, Winifred M., e William Z. Hassid. “A síntese de Lactose por preparações enzimáticas particuladas de cobaia e glândulas mamárias bovinas.”Journal of Biological Chemistry 237 (1962): 1432-1440.

Armando J. Parodi