Kemi

Pehr Edman


Biografi

Född
14 april 1914 i Stockholm
dog
19 mars 1977 i München

Pehr Edman var en svensk biokemist som utvecklade en metod för att sekvensera proteiner, Edman-nedbrytningen, uppkallad efter honom. Efter uppfinningen av metodens grundprincip i slutet av 1940-talet förbättrade han successivt processen under de följande decennierna och kunde även automatisera den i stor utsträckning. Edman arbetade bland annat vid Lunds universitet och vid Max Planck Institute for Biochemistry i Martinsried.


Edman sammanbrott

Edman sammanbrott, den viktigaste kemiska sekvenseringsmetoden för peptider och kortare polypeptider genom stegvis märkning av den N-terminala aminoresten, följt av klyvning från den förkortade peptiden och identifiering av det kluvna derivatet (Fig.). För detta ändamål reageras peptiden som ska analyseras med fenylisocyanat. Den resulterande fenyltiokarbamoylpeptiden klyvs i sur lösning till 2-anilinotiazolin-5-on och peptiden förkortas med en aminosyra. Efterföljande hydrolys leder till fenyltiokarbamoylsyra, som omvandlas till 3-fenyl-2-tiohydantoin. Fenyltiohydantoinderivaten (PTH-aminosyror) kan identifieras genom kromatografi.



Edmann demontering. Fig .: Reaktionsschema.

Läsarens åsikt

Om du har några kommentarer till innehållet i denna artikel kan du informera redaktionen via e-post. Vi läser ditt brev, men vi ber om din förståelse för att vi inte kan svara på alla.

Dr. Andrea Acker, Leipzig
Prof. Dr. Heinrich Bremer, Berlin
Prof. Dr. Walter Dannecker, Hamburg
Prof. Dr. Hans-Günther Däßler, Freital
Dr. Claus-Stefan Dreier, Hamburg
Dr. Ulrich H. Engelhardt, Braunschweig
Dr. Andreas Fath, Heidelberg
Dr. Lutz-Karsten Finze, Grossenhain-Weßnitz
Dr. Rudolf Friedemann, Halle
Dr. Sandra Grande, Heidelberg
Prof. Dr. Carola Griehl, Halle
Prof. Dr. Gerhard Gritzner, Linz
Prof. Dr. Helmut Hartung, Halle
Prof. Dr. Peter Hellmold, Halle
Prof. Dr. Günter Hoffmann, Eberswalde
Prof. Dr. Hans-Dieter Jakubke, Leipzig
Prof. Dr. Thomas M. Klapötke, München
Prof. Dr. Hans-Peter Kleber, Leipzig
Prof. Dr. Reinhard Kramolowsky, Hamburg
Dr. Wolf Eberhard Kraus, Dresden
Dr. Günter Kraus, Halle
Prof. Dr. Ulrich Liebscher, Dresden
Dr. Wolfgang Liebscher, Berlin
Dr. Frank Meyberg, Hamburg
Prof. Dr. Peter Nuhn, Halle
Dr. Hartmut Ploss, Hamburg
Dr. Dr. Manfred Pulst, Leipzig
Dr. Anna Schlitzer, Marktschwaben
Prof. Dr. Harald Schmidt, Linz
Dr. Helmut Schmiers, Freiberg
Prof. Dr. Klaus Schulze, Leipzig
Prof. Dr. Rüdiger Stolz, Jena
Prof. Dr. Rudolf Taube, Merseburg
Dr. Ralf Trapp, Wassenaar, NL
Dr. Martina Venschott, Hannover
Prof. Dr. Rainer Vulpius, Freiberg
Prof. Dr. Günther Wagner, Leipzig
Prof. Dr. Manfred Weissenfels, Dresden
Dr. Klaus-Peter Wendlandt, Merseburg
Prof. Dr. Otto Wienhaus, Tharandt


Innan utvecklingen av Edman nedbrytning, proteiner var av N-terminalmarkering med 1-fluoro-2,4-dinitrobensen (efter Frederick Sanger), sedan hydrolyserades proteinernas peptidbindningar, varvid N-terminal aminosyra bestämdes baserat på markeringen. Dinitrofluorbensenen ersattes senare med dansylklorid, vilket gjorde metoden känsligare tack vare fluorescerande derivat. En bestämning av aminosyrasekvensen kunde endast uppnås på ett oprecist sätt genom ett tidsförlopp för aminosyrafrisättningen efter tillsats av ett exopeptidas till ett protein. I fallet med Edman-nedbrytning, i motsats till de tidigare metoderna, efter att derivatet har delats av, behålls resten av proteinet och kan användas i efterföljande cykler för att bestämma de efterföljande aminosyrorna.

Nuförtiden används inte längre Edmans gruvdrift i stor utsträckning. För att bestämma aminosyrasekvensen för ett protein erhålls antingen gensekvensen för DNA:t vanligtvis från DNA-sekvensering eller från en databas med sekvenserade genom som tBLAST in silico översatt till en proteinsekvens. Gensekvensen för ett protein kan erhållas genom molekylära displayer. För att identifiera ett protein direkt (Sekvensering), kan identifierbara delar av ett protein undersökas inte bara genom Edman-nedbrytning utan också genom masspektrometri. Den uppmätta massan av ett peptidfragment jämförs med alla peptidmassor som kan beräknas från genomet eller visas i en databas som Mascot. Tillsammans med en samtidig massbestämning av alla proteiner med hjälp av MALDI-TOF kan hela proteomet bestämmas vid en specifik tidpunkt.

Edman-nedbrytning gör att ordningen på aminosyror (aminosyrasekvensen) i en peptid kan bestämmas genom upprepad ändgruppering. [1] Peptidkedjan bryts gradvis ner. Denna reaktion används för att identifiera N-terminal aminosyra i en peptid och består av reaktionen av en peptid med fenylisotiocyanat, som också är känt som Edmans reagens.

Eftersom varje aminosyra har olika rester R. var och en bildar olika fenyltiohydantoinderivat (PTH-derivat). Identifieringen av dessa delas av som PTH-derivat N-terminal aminosyra utförs kromatografiskt genom jämförelse med en standard. Ett och samma protein kan brytas ned efter varandra (tidigare förkortat med en aminosyra på N-terminaländen) och på så sätt gradvis bestämma aminosyrasekvensen. A Sekvenator är en automatiserad enhet som tillåter obevakad exekvering av upp till 50 nedbrytningscykler. [2] Eftersom reaktionen fortskrider med ett relativt utbyte på > 98 % ökar å ena sidan de medförda derivaten från tidigare cykler och å andra sidan de oönskade klyvningsprodukterna av proteiner som har genomgått en eller flera klyvningscykler med varje cykel, så att efter maximalt 50 cykler blir signal-brusförhållandet oläsligt. En cykel varar en till tre timmar, beroende på variant.

I den mekanism som föreslagits av Zerong Wang [3] som visas här, betecknar R en alkylradikal eller väte, Ar betecknar en arylradikal (vanligtvis en fenylradikal) och serpentinlinjen står för en godtyckligt lång fortsättning av proteinkedjan:

Först tillsätts proteinet som ska analyseras 1 med ett fenylisotiocyanatderivat. Detta ger tioamiden via ett mellanstadium 2. En "böj" leder nu till en intramolekylär, nukleofil attack, vilket resulterar i cyklisering till anilinotiazolinon (ATZ-derivat). Detta bildar zwitterionen 3 från vilken sedan via en proton överför den heterocykliska föreningen 4 uppstår. Denna bär fortfarande den kvarvarande proteinkedjan, som dock delas av i följande steg. Det återstående proteinet erhålls som produkten 5 och hydantoinderivatet 6.

Denna klyvningscykel kan nu upprepas flera gånger med den kvarvarande peptiden. Hydantoinderivatet kan nu bestämmas med hjälp av kromatografi 6 och därmed bestämma AS-sekvensen. [4] Dock är endast maximalt 50 cykler [3] möjliga. Rester - t.ex. B. rester av hydantoinderivatet från tidigare steg - kan kontaminera lösningen på ett sådant sätt att det inte längre är möjligt att avgöra vilka av dem som splittrades från den aktuella cykeln eller vilka av dem som härrör från tidigare cykler. Som ett resultat är en sekvensbestämning inte längre möjlig rena prestera. Denna nackdel kan undvikas genom att dela upp peptidkedjan i flera överlappande partiella kedjor genom proteolys eller cyanbromidklyvning innan sekvensering påbörjas. [3] En klyvning är också nödvändig för proteiner vars NTerminus modifieras, t.ex. B. N-terminalt acetylerade proteiner eller proteiner med N-terminal pyroglutaminsyra. Ytterligare nackdelar med Edman-nedbrytning är de höga kostnaderna, den låga känsligheten på cirka en pikomol och en cykeltid på cirka tre timmar (med cykliseringen som det hastighetsbestämmande steget). [4]

För att undvika nackdelarna med förlust av provmaterial under extraktionerna av Edman-nedbrytningen (engl. Tvätta ur 'Wash out'), har den modifierats på ett sådant sätt att den kan rinna av i fast fas. Man talar också om "solid-phase support synthesis" eller förkortat SPSS. På detta sätt sekvenseras korta proteiner eller peptider automatiskt. [5] Likaså används proteiner immobiliserade på ett PVDF-membran från en Western blot om endast blockerande lösningar utan proteiner användes. Genom att använda 4-N,N-Dimetylaminoazobensen-4'-isotiocyanat (DABITC), färgade aminosyraderivat finns tillgängliga, som underlättar analys med tunnskiktskromatografi. [6] Genom att använda 4-(1'-cyanoisoindolyl)-fenylisotiocyanat kan fosforylerade aminosyror också detekteras. [7]

Dessutom har Edman-nedbrytningen funnit tillämpning vid syntesen av 2-iminohydantoiner. Denna reaktion exemplifieras här med reaktionen av L.-Leucinamid och 2-bromofenylisotiocyanat är representerade. Med denna syntes kan renheter av produkten på upp till 99 % uppnås. [8:e]


Edmans förnedring

Edmans förnedring [uppkallad efter den svenske kemisten Pehr Edman, 1916 & # 82111977], metod för att bestämma sekvensen av aminosyror (aminosyrasekvens) i peptider och proteiner, som bygger på en reaktion mellan den terminala aminogruppen (ändgrupperna) med fenyl senap (p = C = N & # 8211C6H5) är baserad (fenylisotiocyanat). Resultatet av denna reaktion, som sker i flera steg, är den selektiva frisättningen av de terminala aminosyrorna i form av ett fenyltiohydantoinderivat, med hjälp av vilket den aktuella aminosyran kan identifieras. Aminosyrasekvensen för peptider eller proteiner kan bestämmas steg för steg genom att upprepa Edmans nedbrytning många gånger. Denna sekvens av reaktioner (och dess upprepningar) har nu automatiserats (Proteinsekvenator). Edman-nedbrytningen är därför ett av de viktigaste verktygen för sekvensering av proteiner Gas-fas sekvensator.

Läsarens åsikt

Om du har några kommentarer till innehållet i denna artikel kan du informera redaktionen via e-post. Vi läser ditt brev, men vi ber om din förståelse för att vi inte kan svara på alla.

Rolf Sauermost (projektledare)
Doris Freudig (redaktör)

Dr. Michael Bonk (assistent)
Dr. Andreas Sendtko (assistent)
Dr. Helmut Genaust (etymologisk bearbetning)
Dr. Claudia Gack (redaktör för fototavlan)

Hermann Bausch
Dr. Michael Bonk (IT)
Wolfgang Hanns
Laura C. Hartmann (IT)
Professor Dr. Rüdiger Hartmann (IT)
Klaus Hemmann
Manfred Himmler
Rudolf Kempf (IT)
Martin Lay (IT)
Rolf Sauermost (IT)
Dr. Richard Schmid
Hanns Strub
Melanie Waigand-Brauner (IT)

Doris Freudig (redigering och befruktning)
Richard Zinken (råd)

Prof. Dr. Arno Bogenrieder (botanik)
Prof. Dr. Klaus-Günter Collatz (zoologi)
Prof. Dr. Hans Kössel (†) (biokemi, molekylärbiologi)
Prof. Dr. Uwe Maier (biokemi, molekylärbiologi)
Prof. Dr. Günther Osche (zoologi)
Prof. Dr. Georg Schön (mikrobiologi)

Anhäuser, Marcus (M.A.)
Arnhem, Dr. Katharina (K.A.)
Becker-Follmann, Dr. Johannes (J.B.-F.)
Bensel, Dr. Joachim (J.Be.)
Bergfeld (†), Dr. Rainer (R.B.)
Berthold, Prof. Dr. Peter (P.B.)
Bogenrieder, Prof. Dr. Arno (A.B.)
Bohrmann, PD Dr. Johannes (J.B.)
Bonk, Dr. Michael (M.B.)
Född, Prof. Dr. Jan (J.Bo.)
Braun, Andreas (A.Br.)
Bürger, Prof. Dr. Renate (R.Bü.)
Cassada, Dr. Randall (R.C.)
Collatz, Prof. Dr. Klaus-Günter (K.-G.C.)
Culmsee, Dr. Carsten (C.C.)
Drews, Dr. Martina (M.D.)
Drossé, Inke (I.D.)
Duel-Pfaff, Dr. Sjöjungfru (N.D.)
Duffner, Dr. Klaus (K.D.)
Eibl-Eibesfeldt, Prof. Dr. Irenaeus (I.E.)
Eisenhaber, Dr. Frank (F.E.)
Emschermann, Dr. Peter (P.E.)
Engelbrecht, Beate (B.E.)
Engeser, PD Dr. Theo (T.E.)
Eurich, Dr. Christian (C.E.)
För alltid, Bettina (B.Ew.)
Fassler, Dr. Peter (P.F.)
Fehrenbach, Dr. Heinz (H.F.)
Fixa, Dr. Michael (M.F.)
Flemming, Alexandra (A.F.)
Franzen, Dr. Jens Lorenz (J.F.)
Glad, Doris (D.F.)
Gack, Dr. Claudia (C.G.)
Gallenmüller, Dr. Friederike (F.G.)
Ganter, Sabine (S.G.)
Gärtig, Susanne (S.Gä.)
Trädgårdsmästare, PD Dr. Wolfgang (W.G.)
Gassen, Prof. Dr. Hans-Günter
Geinitz, Christian (Ch.G.)
Genth, Dr. Harald (H.G.)
Glasögon, Dr. Birgitta (B.G.)
Götting, Prof. Dr. Klaus-Jürgen (K.-J.G.)
Grasser, Dr. habil. Klaus (K.G.)
Semolina, Dr. Eike (t.ex.)
Grüttner, Dr. Astrid (A.G.)
Häbe, Martina (M.Hä.)
Hook, Prof. Dr. Hermann
Hanser, Dr. Hartwig (H.Ha.)
Harder, Deane Lee (D.Ha.)
Hartmann, Prof. Dr. Rüdiger (R.H.)
Hassenstein, Prof. Dr. Bernhard (B.H.)
Haug-Schnabel, PD Dr. Gabriele (G.H.-S.)
Hemminger, Dr. habil. Hansjörg (H.H.)
Herbstritt, Dr. Lydia (L.H.)
Hobom, Dr. Barbara (B.Ho.)
Hoffrichter, Dr. Odwin (O.H.)
Hohl, Dr. Michael (M.H.)
Hoos, Katrin (K.H.)
Horn, Dagmar (D.H.)
Horn, Prof. Dr. Eberhard (E.H.)
Huber, Christoph (Ch.H.)
Huber, Dr. Gerhard (G.H.)
Huber, Prof. Dr. Robert
Kram, Dr. Agnes M. (A.H.)
Illerhaus, Dr. Jürgen (J.I.)
Illes, Prof. Dr. Peter (P.I.)
Illing, Prof. Dr. Robert-Benjamin (R.B.I.)
Irmer, Juliette (J.Ir.)
Jaekel, Dr. Karsten
Hunter, Dr. Rudolf
Jahn, Dr. Använda sig av
Jahn, Prof. Dr. Theo (T.J.)
Jendritzky, Prof. Dr. Gerd (G.J.)
Jendrsczok, Dr. Christine (Ch.J.)
Jerecic, Renate (R.J.)
Jordan, Dr. Elke (E.J.)
Bara, Dr. Lothar (L.J.)
Just, Margit (M.J.)
Kary, Michael (M.K.)
Kaspar, Dr. Robert
Kattmann, Prof. Dr. Ulrich (Storbritannien)
Kindt, Silvan (S.Ki.)
Kirchner, Prof. Dr. Wolfgang (W.K.)
Kirkilionis, Dr. Evelin (E.K.)
Kislinger, Claudia (C.K.)
Klein-Hollerbach, Dr. Richard (R.K.)
Klonk, Dr. Sabine (S.Kl.)
Kluge, Prof. Dr. Friedrich (F.K.)
King, Dr. Susanne (S.Kö.)
Körner, Dr. Helge (H.Kör.)
Kössel (†), Prof. Dr. Hans (H.K.)
Kühnle, Ralph (R.Kü.)
Kiss (†), Prof. Dr. Siegfried (S.K.)
Kyrieleis, Armin (A.K.)
Lahrtz, Stephanie (S.L.)
Lamparski, Prof. Dr. Franz (F.L.)
Landgrave, Dr. Uta (U.L.)
Lange, Prof. Dr. Herbert (H.L.)
Lange, Jörg
Langer, Dr. Bernd (B.La.)
Larbolette, Dr. Oliver (O.L.)
Laurien-Kehnen, Dr. Claudia (C.L.)
Lay, Dr. Martin (M.L.)
Lechner-Ssymank, Brigitte (B.Le.)
Leinberger, Annette (A.L.)
Leven, Prof. Franz-Josef (F.J.L.)
Liedvogel, Prof. Dr. Bodo (B.L.)
Littke, Dr. habil. Walter (W.L.)
Loher, Prof. Dr. Werner (W.Lo.)
Lützenkirchen, Dr. Günter (G.L.)
Mack, Dr. Frank (F.M.)
Mahner, Dr. Martin (M.Ma.)
Maier, PD Dr. Rainer (R.M.)
Maier, Prof. Dr. Uwe (U.M.)
Marksitzer, Dr. René (R.Ma.)
Markus, Prof. Dr. Mario (M.M.)
Martin, Dr. Stefan (S.Ma.)
Medicus, Dr. Gerhard (G.M.)
Mehler, Ludwig (L.M.)
Mehrain, Dr. Susan (S.Me.)
Meier, Kirstin (K.M.)
Meineke, Sigrid (S.M.)
Mohr, Prof. Dr. Hans (H.M.)
Mosbrugger, Prof. Dr. Volker (V.M.)
Mühlhäusler, Andrea (A.M.)
Müller, Dr. Ralph (R.Mü.)
Müller, Ulrich (U.Mü.)
Müller, Wolfgang Harry (W.H.M.)
Murmann-Kristen, Dr. Luise (L.Mu.)
Mutke, Jens (J.M.)
Narberhaus, Ingo (I.N.)
Neub, Dr. Martin (M.N.)
Neumann, Dr. Harald (H.Ne.)
Neumann, Prof. Dr. Herbert (H.N.)
Nick, PD Dr. Peter (P.N.)
Nörenberg, Prof. Dr. Wolfgang (W.N.)
Nübler-Jung, Prof. Dr. Katharina (K.N.)
Oehler, Prof. Dr. Jochen (J.Oe.)
Oelze, Prof. Dr. Jürgen (J.O.)
Olenik, Dr. Claudia (C.O.)
Osche, Prof. Dr. Günther (G.O.)
Panesar, Arne Raj
Panholzer, Bärbel (B.P.)
Paul, PD Dr. Andreas (A.P.)
Paulus, Prof. Dr. Hannes (H.P.)
Pfaff, Dr. Winfried (W.P.)
Pickenhain, Prof. Dr. Lothar (L.P.)
Probst, Dr. Oliver (OP)
Ramstetter, Dr. Elisabeth (E.R.)
Ravati, Alexander (A.R.)
Rehfeld, Dr. Klaus (K.Re.)
Reiner, Dr. Susann Annette (S.R.)
Riede, Dr. habil. Klaus (K.R.)
Riegraf, Dr. Wolfgang (W.R.)
Riemann, Prof. Dr. Dieter
Roth, Prof. Dr. Gerhard
Rübsamen-Waigmann, Prof. Dr. Helga
Sachße (†), Dr. Hanns (H.S.)
Sander, Prof. Dr. Klaus (K.S.)
Sauer, Prof. Dr. Peter (P.S.)
Sauermost, Elisabeth (E.Sa.)
Sauermost, Rolf (R.S.)
Schaller, Prof. Dr. Friedrich
Schaub, Prof. Dr. Günter A. (G.Sb.)
Schickinger, Dr. Jürgen (J.S.)
Schindler, Dr. Franz (F.S.)
Schindler, Dr. Thomas (T.S.)
Schley, Yvonne (Y.S.)
Schling-Brodersen, Dr. Uschi
Schmeller, Dr. Dirk (D.S.)
Schmitt, Prof. Dr. Michael (M.S.)
Smycken, Dr. Thomas (T.Schm.)
Scholtyssek, Christine (Ch.S.)
Trevligt, Prof. Dr. Georg (G.S.)
Schönwiese, Prof. Dr. Christian-Dietrich (C.-D.S.)
Schwarz, PD Dr. Elisabeth (E.S.)
Seibt, Dr. Uta
Sendtko, Dr. Andreas (A.Se.)
Custom, Prof. Dr. Peter
Spatz, Prof. Dr. Hanns-Christof (H.-C.S.)
Bacon, Prof. Dr. Thomas (T.Sp.)
Ssymank, Dr. Axel (A.S.)
Starck, PD Dr. Matthias (M.St.)
Steffny, Herbert (H.St.)
Sternberg, Dr. Klaus (K.St.)
Stöckli, Dr. Esther (E.St.)
Tvist, Prof. Dr. Bruno (B.St.)
Strittmatter, PD Dr. Günter (G.St.)
Stürzel, Dr. Frank (F.St.)
Brewhouse, Prof. Dr. Walter (W.S.)
Tewes, Prof. Dr. Uwe
Theopold, Dr. Ulrich (U.T.)
Uhl, Dr. Gabriele (G.U.)
Unsicker, Prof. Dr. Klaus (K.U.)
Vaas, Rüdiger (R.V.)
Vogt, Prof. Dr. Joachim (J.V.)
Vollmer, Prof. Dr. Dr. Gerhard (G.V.)
Wagner, Prof. Dr. Edgar (E.W.)
Wagner, Eva-Maria
Wagner, Thomas (T.W.)
Wandtner, Dr. Reinhard (R.Wa.)
Warnke-Grüttner, Dr. Raimund (R.W.)
Weber, Dr. Manfred (M.W.)
Wegener, Dr. Dorothee (D.W.)
Weth, Dr. Robert (R.We.)
Weyand, Anne (A.W.)
Weygoldt, Prof. Dr. Peter (P.W.)
Wicht, PD Dr. Helmut (H.Wi.)
Wickler, Prof. Dr. varggång
Vild, Dr. Rupert (R.Wi.)
Wilker, Lars (L.W.)
Wilmanns, Prof. Dr. Otti
Wilps, Dr. Hans (H.W.)
Winkler-Oswatitsch, Dr. Ruthild (R.W.-O.)
Wirth, Dr. Ulrich (U.W.)
Wirth, Prof. Dr. Volkmar (V.W.)
Wolf, Dr. Matthias (M.Wo.)
Wuketits, Prof. Dr. Franz M. (F.W.)
Wülker, Prof. Dr. Wolfgang (W.W.)
Zähringer, Dr. Harald (H.Z.)
Zeltz, Dr. Patric (P.Z.)
Ziegler, Prof. Dr. Hubert
Ziegler, Dr. Reinhard (R.Z.)
Zimmermann, Prof. Dr. Manfred
Zissler, Dr. Dieter (D.Z.)
Zöller, Thomas (T.Z.)
Zompro, Dr. Oliver (O.Z.)

Artiklar om ämnet

Ladda.

Aebersold, Rudolf, Prof. Dr.

Rudolf Aebersold har varit professor i systembiologi vid Institutet för molekylär systembiologi vid ETH Zürich sedan 1 november 2004.

Rudolf Aebersold tog examen från universitetet i Basel 1979 med ett diplom i cellbiologi. 1983 doktorerade han vid Biozentrum Basel. 1984-88 var han postdoktor och seniorforskare vid California Institute of Technology i Pasadena. Han arbetade sedan 1989-93 som biträdande professor vid institutionen för biokemi vid University of Washington i Seattle, där han var docent 1993-98 och professor vid institutionen för molekylär bioteknologi 1998-2000. Sedan 2000 har han varit affiliate professor vid detta universitet och en av grundarna av Institute for Systems Biology i Seattle. Aebersold har också varit professor på deltid vid universitetet i Zürich sedan 2001. Aebersold har mottagit flera utmärkelser: MRC Candad Scholarship, Killam Research Prize, Pehr Edman Award, American Society of Mass Spectrometry Biemann Medal och Michael Widmer Award.


En Far Western blot är en biokemisk metod för att detektera protein-proteininteraktioner.

Allmän struktur av isotiocyanater. Den funktionella gruppen är märkt & # 039 & # 039 & # 039blå & # 039 & # 039 & # 039. Isotiocyanater är kemiska föreningar som skiljer sig från den inkonsekventa isotiocyanatsyran (även isorhodanväte, H-N.

Nihon Denshi K.K. (japanska 日本 電子 株式会社, Nihon (tyska Japan) Denshi (tyska elektron) kabushiki kaisha engelska JEOL Ltd.) är en av världens största tillverkare av elektronoptiska enheter.


Pehr Edman - Kemi och fysik

Herr Aebersold, med dig kommer ett nytt forskningsområde vid ETH, systembiologi. Vad betyder det?

Systembiologins grundläggande princip är analysen av hela biologiska system. Vanligtvis studerades sådana system på molekylär nivå genom att undersöka de enskilda komponenterna i detalj. Insikterna i systemet var därför bara summan av dessa delar. Med en sådan beskrivning är det dock troligt att kopplingar mellan de delar eller egenskaper som är inneboende i systemet som helhet inte kommer att synas. Systembiologi försöker studera alla komponenter i ett system på ett målinriktat sätt. Informationen som erhålls från sådana experiment integreras sedan i dynamiska datormodeller. Dessa modeller gör det möjligt att simulera systemets egenskaper.

Kan du ge ett exempel på vad som forskas inom systembiologi?

Låt oss anta att en cell aktiveras från ett vilotillstånd av yttre stimuli och börjar dela sig och stänga av specifika faktorer. Man kan förvänta sig att en sådan stimulering framkallar ett komplext svar på molekylär nivå: nya produkter och deras prekursorer måste syntetiseras, energi krävs och en mängd aktiviteter måste kontrolleras och koordineras. Med systembiologi hoppas vi kunna ta reda på samband mellan & # 8222 moduler & # 8220 såsom energimetabolism eller genaktivitet. Även om systembiologi fortfarande är ett ungt område har det redan uppfyllt vissa förväntningar i studier av prokaryoter och enkla eukaryoter

Vad är resultatet av dessa insikter?

Målet med systembiologi är som sagt en mer omfattande förståelse av biologiska system. Slutligen bör datormodeller användas för att simulera hur sådana system beter sig, särskilt vid felfunktioner. Det är de långsiktiga målen. Användbar information kan dock förväntas tidigare. Till exempel kan en analys av proteinerna i blodserumet möjligen hjälpa till att upptäcka cancer och andra sjukdomar.

Hur går man tillväga i princip inom systembiologi?

Systembiologiska teknologier och strategier utvecklas fortfarande mycket snabbt. Ett allmänt mönster tycks dock etablera sig. Den består av följande steg: Först definieras systemet som ska granskas utifrån den tillgängliga kunskapen. För det andra störs de kända komponenterna systematiskt, till exempel genom mutationer eller hämning. I det tredje steget registreras svaren på dessa störningar med global teknik. Bland annat mäts budbärar-RNA:t eller de metabola profilerna. För det fjärde integreras data i en datormodell som bäst matchar data. Modellen används för att förutsäga nästa systembeteende, som sedan kan testas igen med de beskrivna stegen.

Så den allmänna strategin är att använda iterativa cykler av experiment och förutsägelse som framgångsrikt tillämpas inom exakta vetenskaper som fysik och kemi. Om detta lyckas inom systembiologi kommer det att förvandla biologi från en huvudsakligen beskrivande till en exakt vetenskap.

Ruedi Aebersold tog examen 1979 från universitetet i Basel med ett diplom i cellbiologi. 1983 doktorerade han vid Biozentrum Basel. 1984-88 var han postdoktor och seniorforskare vid California Institute of Technology i Pasadena. Han arbetade sedan som biträdande professor vid institutionen för biokemi vid University of Washington i Seattle 1989-93, där han var docent 1993-98 och professor vid avdelningen för molekylär bioteknologi 1998-2000. Sedan 2000 har han varit affiliate professor vid detta universitet och en av grundarna av Institute for Systems Biology i Seattle. Aebersold har också varit professor på deltid vid universitetet i Zürich sedan 2001. Aebersold har mottagit flera utmärkelser: MRC Candad Scholarship, Killam Research Prize, Pehr Edman Award, American Society of Mass Spectrometry Biemann Medal och Michael Widmer Award.

Så är ditt område inom biologi en metadisciplin?

Istället för en metadisciplin talar jag hellre om en tvärvetenskaplig och integrerande disciplin. Det kräver nämligen insatser inom olika områden som biologi, kemi, datavetenskap, fysik och statistik.

Hur långt är systembiologi ett barn av det mänskliga genomprojektet?

Det är på två sätt. För det första är produkten från Human Genome Project, sekvensen av det mänskliga och andra genom, en kritisk komponent i högkapacitetsteknologier. En motsvarande analys av genuttryck eller proteomik tillhandahåller data för systembiologi.

För det andra, att veta det exakta antalet gener i en art är det viktigaste resultatet av ett genomsekvenseringsprojekt. För alla biologiska processer måste kunna förklaras med de nu kända generna och deras produkter. Utrymmet som ska utforskas är enormt men ändligt.

Så du integrerar en mängd olika data i dina modeller. Ändå, är man fortfarande tvungen att rikta in sig på en enda gen eller protein för en riktad terapeutisk metod?

Vad gäller farmakologiska ingrepp är påståendet korrekt. Den kritiska frågan är dock vilken gen eller protein man ska ta itu med. Här kommer systembiologi att ge nya insikter. Dessutom kommer det systematiska tillvägagångssättet sannolikt att avslöja oönskade biverkningar av läkemedel.

Du är en av grundarna av Institute for Systems Biology (ISB) (1) i Seattle. Är det inte svårt att lämna?

ISB är fortfarande en ung, växande institution. Effekten av min flytt till Zürich var ett viktigt ämne under min beslutsfas. Tillsammans med mina grundande kollegor, Lee Hood och Alan Aderem, beslutade vi om en relativt lång övergångsperiod, vilket gör att ISB kan anpassa sig till situationen. ETH:s ledning stödjer generöst dessa planer. Som ett relativt litet institut insåg ISB också fördelarna med interaktioner med andra ledande forskningsinstitut. Vi antar att min flytt till Zürich kommer att stärka samarbetet mellan ISB och forskningscentret i Zürich.

Vad utmärker Zürich som ett forskningscentrum för dig?

En kritisk storlek, ett brett utbud av starka forskningsprogram, medvetenheten om att samverkan och sammanslagning av resurser är nödvändig, den starka internationella orienteringen och motsvarande personal samt viljan att möjliggöra nya strukturer och att bryta ny mark. Detta inkluderar även initiativet för systembiologi. Med detta vill man konkurrera med de bästa centren i världen. För mig visar initiativet också på den starka samarbetsandan mellan ETH och universitetet i Zürich. Detta faktum bidrog väsentligt till mitt beslut att komma till ETH i Zürich.

Ett ETH-institut för systembiologi ska också etableras i Basel. Är du nöjd med att området tydligen får fotfäste på flera ställen i Schweiz också?

Jag tycker att det är spännande att idén sprids. Systembiologi är ett komplext område och kräver många resurser. Ur min synvinkel borde det viktigaste målet i Schweiz vara att inrätta ett internationellt ledande systembiologiprogram. Om programmen i Zürich och Basel är inriktade på detta mål är sannolikheten för framgång stor. Men om det är mer regional konkurrens än internationell konkurrens, då missar du en stor möjlighet.


Du kan skriva en feedback om den här artikeln eller läsa de tidigare.


Wargentin blev tidigt intresserad av astronomi och när han var 12 år gammal observerade han och hans far Wilhelm Wargentin en månförmörkelse. 1735 påbörjade han sina studier vid Uppsala universitet, som han tog examen 1743. 1737 föreslog professor Anders Celsius honom att observera de galileiska månförmörkelsen av Jupiter närmare.

År 1741, efter fyra års arbete, presenterade Wargentin sina observations- och beräkningsresultat för det nyligen färdigställda observatoriet i Uppsala - Tabulae pro calculandis eclipsibus satellitum Jovis i Acta Regiae Societatis Scientiarum Upsalaiensis per 1741 (Tryckt 1746). Dessa observationer var mer exakta än dess föregångare och visade att månarna kretsade oregelbundet om Jupiter. Han misstänkte att den ömsesidiga attraktionen mellan månarna var orsaken. Han bekräftade också James Bradleys upptäckt att de tre galileiska månarna Io, Europa och Ganymedes alltid intar exakt samma position efter en period av 437 dagar, 19 timmar och 41 minuter. Därmed uppmuntrade han Joseph-Louis Lagrange 1766 och Pierre-Simon Laplace 1788 att utarbeta en förklaring med hjälp av Isaac Newtons gravitationsteori. Kopplingen av omloppstiderna för de tre månarna i förhållandet 1 & # 160: 2 & # 160: 4 kallas Laplace eller omloppsresonans idag.

Efter doktorsexamen 1743 och professuren i astronomi 1748 blev han 1749 ständig sekreterare vid Kungliga Vetenskapsakademien i Stockholm. 1753 övertog han ledningen av Stockholms observatorium, skaffade utrustning från Daniel Ekström, John Bird och John Dollond och flyttade in i byggnaden. Som sekreterare publicerade han mötesrapporterna och utökade akademin genom många kontakter med europeiska vetenskapsmän. Han deltog i bestämningen av avståndet jord-sol genom att observera Mars-motståndet 1752 och Venuspassagen i Stockholm 1761 och 1769.

Från 1749 och framåt samlade han in personuppgifter från kyrkböcker i sitt tabellregister, som måste föras från 1686 och framåt. Detta gjorde Sverige till det första landet i världen med befolkningsstatistik. Idag utförs detta arbete av det centrala statistikkontoret (SCB).

1756 gifte han sig med Christina Magdalena Raab. Hon fick tre döttrar och dog i ett missfall 1769.

1754 valdes han till utländsk ledamot av Göttingens vetenskapsakademi, & # 911 & # 93 1781 i American Academy of Arts and Sciences och 1783 som utländsk medlem av Paris Académie des Sciences. Sedan 1760 var han hedersmedlem i Ryska vetenskapsakademin i Sankt Petersburg. Månkratern Wargentin och en gymnasieskola i Östersund (Wargentinsskolan) uppkallades efter honom.

Hans studie visas i det som idag är Observatoriemuseet i Stockholm.


Innehållsförteckning

Proteiner

Den klassiska metoden för sekvensering av proteiner utvecklades av Pehr Edman. Edman-nedbrytningen har i huvudsak tre steg:

  1. Märkning av den första N-terminala aminosyran med fenylisotiocyanat.
  2. Klyvning av den markerade aminosyran.
  3. Identifiering av den avdelade aminosyran, t ex genom HPLC eller jonbyteskromatografi

Sedan börjar en ny cykel.

Die Methode wurde weitgehend automatisiert und funktioniert für Peptide bis zu einer Länge von ca. 50 Aminosäuren. Größere Proteine werden vor der Analyse in Fragmente gespalten, die getrennt sequenziert werden. In letzter Zeit gewinnen auch verstärkt massenspektroskopische Methoden an Bedeutung in diesem Bereich.

Nukleinsäuren

Eine Methode zur DNA-Sequenzierung wurde 1965 von Frederick Sanger entwickelt und wird auch Didesoxy- bzw. Kettenabbruchmethode genannt. Der Einbau von Didesoxy-Nukleotiden führt zum Abbruch der Synthesereaktion - wenn man nun vier Reaktionsansätze macht, in denen zusätzlich jeweils eine Art von Didesoxy-Nukleotid eingesetzt wird, erhält man z.B. im Didesoxy-Cytosin enthaltenden Ansatz ausschließlich Fragmente die mit Cytosin enden. Die entstandenen Fragmente können nun durch parallele Agarose-Gelelektrophorese nach ihrer Länge aufgetrennt werden. Das Fragment das am weitesten läuft, ist das kürzeste – befindet es sich z.B. in der Gelspur des Ansatzes mit Didesoxy-Cytosin, so ist die erste Base Cytosin.

Auch dieses Verfahren wurde weitgehend automatisiert – hier erfolgt die Auftrennung durch Elektrophorese meist in einer gemeinsamen Gelspur, die Unterscheidung der Fragmente erfolgt durch Fluoreszenzmarkierungen, die durch einen Laser detektiert werden.

RNA wird in DNA umgeschrieben und als DNA sequenziert (siehe oben). Die Umschreibung erfolgt durch ein Enzym, die Reverse Transkriptase. Das Resultat dieses Vorgangs ist cDNA siehe Herstellung von cDNA.


Edman-Abbau

Der Edman-Abbau ist eine von Pehr Edman entwickelte Methode zur Sequenzierung von Aminosäuren in einer Peptid-Kette durch wiederholte Endgruppen-Bestimmung. Ώ] Die Peptidkette wird dabei schrittweise abgebaut.

Heutzutage wird die Methode nicht mehr häufig verwendet. Um die Aminosäure-Sequenz zu bestimmen, wird stattdessen die Gensequenz der DNA betrachtet, die für den "Bau" der Proteine und der Abfolge der Aminosäuren verantwortlich ist. Um zu entscheiden, um welches Gen es sich handelt, benutzt man Massenspektrometrie und vergleicht die gemessene Proteinmasse mit allen denjenigen, die aus dem Genom berechnet werden können. Zusammen mit einer gleichzeitigen Massenbestimmung aller Proteine (mithilfe von MALDI-TOF) kann so das gesamte Proteom zu einem festen Zeitpunkt bestimmt werden.


Analyse der Aminosäuresequenz

Die klassische Methode zur Sequenzierung von Proteinen ist der Edman-Abbau. Er wurde von Pehr Edman entwickelt und besteht aus drei Schritten:

1. Markierung der ersten N-terminalen Aminosäure durch Phenylisothiocyanat.

2. Abspaltung der markierten Aminosäure.

3. Identifikation der abgespaltenen Aminosäure, z. B. durch HPLC oder durch Ionenaustauschchromatographie.


Es folgt die Wiederholung der Schritte zur Sequenzierung der nächsten Aminosäure.

Die Methode wurde weitgehend automatisiert und funktioniert für Peptide bis zu einer Länge von ca. 50 Aminosäuren. Größere Proteine werden vor der Analyse in Fragmente gespalten, die getrennt sequenziert werden. In letzter Zeit gewinnen verstärkt massenspektroskopische Methoden an Bedeutung in diesem Bereich. ΐ]

Der Sequenzierung vorausgeschaltet ist die Aminosäureanalyse, die quantitative Bestimmung der im Protein vorkommenden Aminosäuren nach Hydrolyse.


Video: Edman degradation (December 2021).