Анфинсен, Кристиан Бемер

Кристиан Бемер Анфинсен
Christian Boehmer Anfinsen
Кристиан Бемер Анфинсен (1969)
Дата рождения	26 марта 1916(1916-03-26)
Место рождения	Монессен, Пенсильвания, США
Дата смерти	14 мая 1995(1995-05-14) (79 лет)
Место смерти	Рандалстаун, Балтимор, Мэриленд, США
Страна	США
Род деятельности	биохимик, химик, преподаватель университета, биофизик
Научная сфера	биохимия
Место работы	Университет Джонса Хопкинса Гарвардский университет
Альма-матер	Пенсильванский университет, Гарвардский университет
Учёная степень	доктор философии
Награды и премии	Нобелевская премия по химии (1972)
Медиафайлы на Викискладе

Кристиан Бемер Анфинсен (англ. Dr. Christian Boehmer Anfinsen, Jr.) (26 марта 1916, Монессен, штат Пенсильвания, США — 14 мая 1995) — американский биохимик, член Национальной АН США, Американской академии искусств и наук (1958), иностранный член Датского королевского общества (1964). Лауреат Нобелевской премии по химии (1972).

Биография

Кристан Бемер Анфинсен родился 26 марта 1916 г. в маленьком городке Монессен к югу от Питтсбурга, штат Пенсильвания. Его отец, Кристан Бемер Анфинсен, был инженер-механиком. Он и его жена, София Расмуссен Анфинсен, были норвежскими иммигрантами. Прожив несколько лет в городке Шарлеруа в Пенсильвании, в 1920-х годах семья переехала в Филадельфию. В 1933 Анфисен был принят по стипендии в Колледж Свартмора, где он изучал химию. В выпуске «Халцион» 1937 г., ежегодном альбоме выпускников Свартмора, Анфисена описывали следующим образом: «С раздутыми ноздрями, выражающими страсть, c копной белокурых волос на голове и томным взглядом больших голубых глаз, он ходит по территории колледжа». Вспоминая свои студенческие годы в 1964, Анфинсен скромно замечал, что все были гениями, кроме него. После получения степени бакалавра по химии в 1937 году, Анфинсен продолжил обучение в университете Пенсильвании, чтобы получить степень магистра в органической химии в 1939 году. В то же время он работал ассиситентом. В 1939 г. Американско-Скандинавский фонд присудил ему стипендию на разработку новых методов анализа химических структур ферментов в лаборатории Карлсберга в Копенгагене. Опасная обстановка, которая сложилась в Европе из-за начала Второй Мировой Войны, заставила его в вернуться в Соединенные штаты в 1940 году.

С 1950 года — заведующий лабораторией клеточной физиологии и метаболизма в Национальном кардиологическом институте, Национальные институты здравоохранения США, (Бетесда, штат Мэриленд). В 1954 году Фонд Рокфеллера финансировал новый визит Анфинсена в Копенгаген, где он работал в Карлсбергской лаборатории в течение года. С 1958 года член Американской академии искусств и наук. В 1958—1959 годах Анфинсен поехал работать в Институте Вейцмана, Реховот, Израиль.

В 1962 году, находясь в Гарвардском университете с рабочим визитом, получил предложение возглавить департамент химии и в 1963 году был назначен руководителем лаборатории биохимии Национального института по исследованию артрита и метаболизма, где и работал до 1981 года. В 1979 году принял иудаизм и бросил курить. В 1982—1995 годах — профессор биохимии в Университете Джонса Хопкинса.

Этапы научной деятельности

Изучение малярии

После того, как Анфисен защитил кандидатскую в Гарвадской Медицинской школе в 1943 году, университет нанял его читать курс по биохимии. В 1944 году Отдел научных исследований и развития (ОНИР), бюро, организованное в военной период во время правления администрации Франклина Д. Рузвельта Ванневаром Бушем, спонсировало исследовательский проект по изучению малярии в Гарварде. В ОНИР хотели понять биологический состав малярийных микробов Plasmodium knowlesi, которые переносились москитами. Это могло помочь защитить американские войска, базировавшиеся в Юго-восточной Азии, северной Африке. ОНИР нанял Анфинсена, и он провел три последующих года, исследуя метоболизм крови в здоровых обезьянах и обезьянах, зараженных малярией.

Белковый фолдинг и термодинамическая гипотеза

После 1946 года Анфинсен продолжил вести занятия в Гарвардской Медицинской Школе, он впоследствии стал там помощником профессора биохимии. В последующие десять лет его исследования менялись от изучения метаболических процессов в тканях до изучения биохимических процессов на молекулярном уровне. Такая перемена в его деятельности была связана с растущим научным трендом, так как многие его партнеры и коллеги в 1940-х годах перешли с клеточной на молекулярную биохимию. Анфинсен все больше и больше интересовался белками. Он исследовал каталитические белки, называемые энзимами, и также маленькие молекулы, известные, как аминокислоты, которые, связываясь в цепочки, образуют белки. Работая с Гарвардским биохимиком Артуром К. Соломоном, Анфинсен использовал радиоактивные изотопы для исследования активности цепочек аминокислот. После начала работы в Национальном Институте Здоровья, Анфинсен хотел расширить свое изучение аминокислот и структуры белков. Почему, задумывался Анфинсен, белок сворачивается в различные трех-мерные формы? Почему они принимают именно такую форму? Для своей модели он выбрал бычью поджелудочную рибонуклеазу, которая является энзимом, способствующим взаимодействию ДНК-РНК в клетках поджелудочной железы коров. Отчасти, выбор такого энзима был практическим. Компания в Чикаго по упаковке мяса «Армор» могла предоставить Анфинсену лабораторию с готовым источником сырого сырья. Анфинсен и пост-док студенты Майкл Села и Фред Уайт наблюдали во время экспериментов в лаборатории, что аминокислотные цепочки в активном энзиме рибонуклеазы сворачиваются спонтанно в позже названную Анфинсеном «нативную конформацию» фермента. В важной статье в «Журнале Биологической Химии» в 1954 году Анфинсен показал, что последовательность аминокислот в пептидной цепочке определяет характер образования. Таинственно сложный процесс образования белков может быть полностью объяснен физическими и химическими взаимодействиями между боковыми группами аминокислот.

В 1954 году Рокфеллеровский Фонд наградил Анфинсена пост-док стипендией в лаборатории Карлсберга в Копенгагене, где он работал 15 лет назад в 1939-1940 годах. Работая с датским биохимиком Каем Линдштромом-Лангом, Анфинсен провел подробный физический анализ структры рибонуклеазы и опубликовал предварительное изучение своих открытий в "Biochimica et Biophysica Acta" в 1955 году.

К 1962 году Анфинсен развил идею, которую он назвал "термодинамической гипотезой" сворачивания белка, чтобы объяснить нативную конформацию аминокислотных структур. Он предположил, что исходные или природные конформации получаются потому, что эта форма является термодинамически наиболее стабильной во внутриклеточной среде. То есть, она принимает эту форму в результате ограничения пептидных связей и изменений формы другими химическими и физическими свойствами аминокислот. Чтобы проверить эту гипотезу, Анфинсена денатурировал фермент рибонуклеазы в экстремальных химических условиях и отметил, что аминокислотная структура фермента спонтанно сворачивается обратно в свою исходную форму, когда он поместил энзим в первоначальные условия. Как он заявил, десять лет спустя, в своей нобелевской речи в 1972 году: «Нативная конформация определяется по совокупности межатомных взаимодействий и, следовательно, по аминокислотной последовательности, в данной среде».

Основные работы

Опубликовал более 200 оригинальных статей, по большей части об отношениях между структурой и функцией белков. В 1961 году установил, что рибонуклеаза А денатурирует обратимо и с сохранением ферментативной активности. Считал, что информация, необходимая для обретения белком пространственной структуры, заключена в его аминокислотной последовательности.

Нобелевская премия

Нобелевская премия по химии (1972, совместно с С. Муром и У. Стайном), за работу по установлению связи между аминокислотной последовательностью рибонуклеазы А и ее биологически активной конформацией.

Сочинения

• Молекулярные основы эволюции, М., 1962.

Литература

• Серебровская К. Б., Комиссаров Б. Д., Кристиан Бемер Анфинсен, «Журнал Всес. хим. общества», 1975, т. 20, в. 6
• Anrinsen Ch. В., в кн.: McGraw-Hill modern men of science, v. 2, N. Y., 1968.