Jerzego Pawła Hessa
George Paul Hess (18 listopada 1922 - 15 września 2015) był biochemikiem specjalizującym się w badaniu receptorów acetylocholiny . Hess opracował fotolizę impulsu laserowego i technikę przepływu hartowania .
Życie osobiste
George Hess urodził się 18 listopada 1922 roku w Wiedniu w Austrii . Mieszkał z rodzicami i dziadkami, blisko dużej części swojej dalszej rodziny. Spędzał lato w regionie jezior Salzkammergut . Po aneksji Austrii przez Niemcy w 1938 r. Hess i jego ojciec musieli uciekać, ponieważ byli Żydami. Uciekli do Turynu we Włoszech i przebywali u dalekich członków rodziny przez 9 miesięcy, dopóki nie uzyskali wizy do USA. Jego matka i jej rodzice dołączyli później do Hessa i jego ojca w USA, gdzie osiedlili się w Kalifornii.
W 1946 wstąpił do armii amerykańskiej , gdzie pracował w laboratorium patologicznym badającym choroby zakaźne. W 1945 roku w wyniku służby wojskowej otrzymał obywatelstwo amerykańskie.
George Hess był trzykrotnie żonaty. Jego pierwszą żoną była Jean Ray, z którą miał jedną córkę, drugą Betsey Williams, z którą miał czterech synów, oraz trzecią Susan Coombs, z którą pozostał przez ostatnie 35 lat swojego życia.
Hess zmarł 15 września 2015 roku w wieku 92 lat.
Edukacja
Hess studiował na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley , gdzie uzyskał tytuł licencjata z biochemii w 1948 r., a stopień doktora z biochemii w 1952 r. Odbył staż podoktorski z chemii organicznej jako stypendysta Narodowej Fundacji Paraliżu Dziecięcego na MIT . Następnie spędził 60 lat pracując w Cornell , aż do przejścia na emeryturę w 2005 roku.
Badania
Pracując w Cornell, Hess prowadził badania na różne tematy i jest wymieniany jako autor setek artykułów. Opracował fotolizę impulsów laserowych i technikę strumienia gaszenia, obie stosowane do wizualizacji wyników w milisekundowych i mikrosekundowych odstępach czasu, znacznie mniejszych przyrostach czasu niż było to wcześniej dostępne. Większość jego badań koncentrowała się na receptorze acetylocholiny. Często wykorzystywał komórki z organów elektrycznych Electrophorus electricus (potocznie zwanego węgorzem elektrycznym) i Torpedo californica (powszechnie znany jako promień elektryczny Pacyfiku) w swoich badaniach, ponieważ komórki te mają dużą gęstość receptorów acetylocholiny i imitują komórki ssaków.
Badania nad receptorami acetylocholiny
Jego badania nad receptorami acetylocholiny trwały przez całą jego karierę. Studiował mechanizmy tych receptorów, ich reakcję na strumień, kokainę , fencyklidynę i inne inhibitory oraz ich zmiany szybkości i równowagi.
W swojej publikacji z 1976 r. „Functional Acetylcholine Receptor-Electroplax Membrane Microsacs (Vesicles): Purification and Characterization” Hess określa wykorzystanie funkcjonalnych i niefunkcjonalnych mikropęcherzyków oraz sposób, w jaki odpowiadają one za różnice w wydajności komórek mięśniowych i nerwowych. W swoim artykule „Acetylocholine-Receptor-Mediated Ion Flux in Electroplax Membrane Microsacs (Vesicles): Change in Mechanism Produced by Asometric Distribution of Sodium and Potassium Ions”, opublikowanym dwa lata później, Hess zbadał przepływ dwufazowy i desensytyzację receptora acetylocholiny w połączenie z funkcją microsac.
Kontynuował badanie związku między receptorem acetylocholiny a przepływem w swoim artykule opublikowanym w 1980 r.: „Molecular Mechanism of Acetylcholine Receptor -Controlled Ion Translocation Across Cell Membranes”. Studiował te kanały w komórkach organów elektrycznych Electrophorus electricus i Torpedo californica . Hess użył karbamylocholiny, chemicznego analogu acetylocholiny , do prowadzenia tych badań. W badaniu tym zmapowano sposób działania tych receptorów, miejsca wiązania ich ligandów oraz sposób, w jaki reagowały na zmiany acetylocholiny /karbamylocholiny, przeprowadzając badania kinetyki kanałów. Przyjrzał się sposobowi, w jaki te stężenia wpływają na aktywne i nieaktywne stany kanału, i ustalił, że pozycja równowagi tego kanału wynosiła jedną czwartą drogi otwartej.
W swoich artykułach z 1981 r. „Translokacja kationów indukowana acetylocholiną przez błony komórkowe i inaktywacja receptora acetylocholiny: chemiczne pomiary kinetyczne w regionie czasu milisekundy” oraz „Porównanie strumienia kationów kontrolowanego przez receptor acetylocholiny w pęcherzykach błonowych z Torpedo californica i Electrophorus electricus : Chemical Pomiary kinetyczne w regionie milisekundowym”, Hess omówił swoje odkrycia dotyczące zmian szybkości i równowagi receptora acetylocholiny w stanach aktywnych i nieaktywnych. Przeprowadził to badanie, stosując nowatorski przepływ hartowania technika pozwalająca na pomiary z dokładnością do 2 milisekund.
Wykorzystując tę technikę gaszenia przepływu, Hess zbadał następnie wpływ kokainy i fencyklidyny (powszechnie znanej jako PCP) na przepływ receptora acetylocholiny. Oba są narkotykami uzależniającymi, kokaina jest środkiem pobudzającym, a fencyklidyna halucynogenem. Badając ich wpływ na receptory acetylocholiny, Hess odkrył, że oba leki hamują receptor i wpływają na jego równowagę, chociaż poprzez różne mechanizmy. Jego odkrycia zostały opublikowane w jego artykule z 1982 r. „Kokaina i fencyklidyna hamowanie receptora acetylocholiny: analiza mechanizmów działania oparta na pomiarach strumienia jonów w regionie czasowym od milisekund do minut”.
Kontynuował badanie różnych technik badania receptora acetylocholiny , takich jak ta opisana w jego artykule „Acetylocholine Receptor (z Electrophorus electricus ): Porównanie jednokanałowych zapisów prądu i chemicznych pomiarów kinetycznych”. Zastosował jednokanałową technikę pomiarową do określenia prądów przepływających przez kanały receptora acetylocholiny i czasu życia stanów receptora. Porównał wyniki zebrane przy użyciu tej techniki z wynikami uzyskanymi przy użyciu ustalonej techniki obejmującej chemiczne zapisy kinetyczne. Zbadał również zastosowanie innowacyjnej techniki szybkiej reakcji w swoim artykule z 1987 r.: „Chemical Kinetic Measurements of a Mammalian Acetylcholine Receptor by a Fast-Reaction Technique”.
W 1995 roku był pionierem wykorzystania kolejnej rewolucyjnej techniki, fotolizy impulsu laserowego, która umożliwiła wizualizację wyników z dokładnością do mikrosekundy. Użył tej techniki do dalszych badań nad wpływem kokainy na receptor acetylocholiny, skupiając się raczej na mięśniowych skutkach hamowania receptora acetylocholiny niż na skutkach neurologicznych. Jego wyniki zostały opublikowane w jego artykule z 1995 r.: „Kokaina: mechanizm hamowania receptora acetylocholiny mięśniowej badany przez technikę fotolizy impulsu laserowego”.
Inne badania
Chociaż większość jego badań koncentrowała się na receptorach acetylocholiny, Hess pracował nad wieloma różnymi tematami podczas swojego pobytu w Cornell. Jego artykuł z 1962 r. „Zmiany konformacyjne w katalizatorach enzymatycznych” dostarczył niektórych z pierwszych dowodów na to, że katalizatory enzymatyczne przechodzą zmiany konformacyjne w ich miejscu aktywnym.
W 1968 roku opublikował artykuł na temat proteasomicznego enzymu trawiennego chymotrypsyny : „Conformation and Activity of Chymotrypsin: the pH-Dependant, Substrate-Induced Proton Uptake”. Jego odkrycia podsumowały zmianę konformacyjną, której chymotrypsyna w reakcji na zmianę pH oraz sposób, w jaki prowadzi to do wychwytu protonów. Wyszczególnił kinetykę i określił p K enzymu.
Hess wykorzystał swoją technikę fotolizy, aby kontynuować badanie neuroprzekaźników. Pozwoliło to na wizualizację receptora glicyny i zablokowanie wykorzystania grupy karboksylowej w neuroprzekaźnikach. Swoje wyniki opublikował w 1993 roku w artykule: „Photolysis of a Protecting Group for the Carboxyl Function of Neurotransmitters within 3μs and with Product Quantum Yield of 0.2”, w którym omówił również efekty i zastosowania techniki fotolizy.
Wykorzystał wspomnianą wcześniej technikę szybkiej kinetyki chemicznej w związku z receptorem acetylocholiny, aby zbadać również inne receptory neuroprzekaźników . Technika ta pozwala na wizualizację wyników w przedziałach czasowych od 2 ms do 100 μs. Opublikował swoje odkrycia w 1992 roku: „Rapid Chemical Kinetic Techniques for Investigations of Neurotransmitter Receptors Expression in Xenopus Oocytes”. Jego wyniki kontrastowały z wieloma wcześniejszymi badaniami, ponieważ był w stanie przeglądać wyniki w znacznie mniejszym odstępie czasu, uzyskując dokładniejsze wyniki.
W 1997 roku wykorzystał technikę fotolizy do zbadania Caenorhabditis elegans . (powszechnie znany jako glisty). Zastosował tę technikę, aby określić, które neuroprzekaźniki są wydzielane przez skomplikowaną sieć neuronów w gardłach robaków i określić komórki docelowe neuroprzekaźników. Hess podsumował swoje metody i odkrycia w publikacji: „Identyfikacja synaps chemicznych w gardle: Caenorhabditis elegans ”.
W swoim artykule „Jak szybko otwiera się kanał receptora kwasu γ-aminomasłowego ? Kinetic Investigations in the Microsecond Time Region using a Laser-Pulse Photolysis Technique” opublikowanej w 1999 r., Hess bada receptor GABA A i jego kinetykę. On i jego współpracownicy wykorzystali przepływ komórek i fotolizę impulsu laserowego, aby określić szybkość wiązania ligandu z receptorem GABA A , wpływ różnych dysfunkcji tego receptora na organizm.
Badał również zapalenie wątroby , badając różne szczepy, sposób ich przenoszenia i opcje leczenia, w szczególności odpowiedź na leczenie z dodatkiem interferonu . Użył fotolizy impulsu laserowego, aby znaleźć dokładne dane dotyczące wiązania ligandów z ich receptorami. Prowadził badania nad wirusem zapalenia wątroby typu G , znanym wcześniej jako wirus zapalenia wątroby typu G (HGV), ale później przemianowany na wirusa GB C (GBC). Jego artykuł opublikowany w Journal of Infectious Diseases w 1999 r.: „Analiza RNA wirusa zapalenia wątroby typu G (HGV), przeciwciała przeciwko HGV Envelope Protein, and Risk Factors for Blood Donors Coinfected with HGV and Hepatitis C Virus” szczegółowo opisuje, w jaki sposób on i jego współpracownicy badali koinfekcję GBC z HIV/ AIDS i wirusem zapalenia wątroby typu C (HCV), ostatecznie stwierdzając, że koinfekcja GBC i HCV nie uległa pogorszeniu objawy zakażenia HCV .