Rudolfa Schoenheimera

Rudolfa Schoenheimera
Urodzić się	10 maja 1898 Berlinie , Niemcy
Zmarł	11 września 1941 ( 12.09.1941 ) (w wieku 43) Yonkers , Nowy Jork, USA
Narodowość	niemiecki/amerykański
Alma Mater	Uniwersytet Fryderyka Wilhelma
Znany z	znakowanie izotopowe biomolekuł _
Kariera naukowa
Pola	biochemia
Instytucje	Uniwersytet Columbia
Pod wpływem	dr Peter D. Klein

Zobacz też: Znakowanie izotopowe

Rudolf Schoenheimer (10 maja 1898 - 11 września 1941) był niemiecko-amerykańskim biochemikiem , który opracował technikę znakowania izotopowego biomolekuł , umożliwiającą szczegółowe badanie metabolizmu . Ta praca ujawniła, że ​​wszystkie składniki organizmu są w ciągłym stanie odnowy chemicznej.

Urodzony w Berlinie , po ukończeniu medycyny na tamtejszym Uniwersytecie Fryderyka Wilhelma , studiował dalej chemię organiczną na Uniwersytecie w Lipsku , a następnie studiował biochemię na Uniwersytecie we Freiburgu , gdzie został kierownikiem Katedry Chemii Fizjologicznej.

Rok akademicki 1930-31 spędził na Uniwersytecie w Chicago.

W 1933 r., po dojściu nazistów do władzy, wyemigrował z Niemiec na Uniwersytet Columbia , gdzie objął katedrę chemii biologicznej. Współpracując z Davidem Rittenbergiem z laboratorium radiochemii Harolda C. Ureya , a później razem z Konradem Blochem , wykorzystali stabilne izotopy do oznaczania artykułów spożywczych i śledzenia ich metabolizmu w organizmach żywych.

Ponadto ustalił, że cholesterol jest czynnikiem ryzyka miażdżycy .

Przez całe życie cierpiał na depresję maniakalną, co doprowadziło go w 1941 roku do samobójstwa za pomocą cyjanku . Został zaszczycony prośbą o wygłoszenie wykładu Dunhama na Harvardzie przed śmiercią. Została mu odczytana po jego śmierci.

Wczesne życie i edukacja

Rudolf Schoenheimer urodził się 10 maja 1898 roku w Berlinie w Niemczech . Był synem Gertrudy Edel i lekarza Hugo Schoenheimera . Był Żydem, jednak jego rodzina przeszła na chrześcijaństwo. Uczęszczał do miejscowych szkół w Berlinie, zanim ukończył Dorotheen-Stadtische Gymnasium w 1916 r. Po ukończeniu studiów Schoenheimer został wcielony do armii niemieckiej . W czasie I wojny światowej przez dwa lata służył w artylerii na froncie zachodnim . Po odbyciu służby w czasie wojny rozpoczął studia medyczne na Uniwersytecie im Uniwersytet Berliński . W 1922 roku otrzymał tytuł doktora nauk medycznych. Jego rozprawa doktorska nosiła tytuł „Über die Experimentelle Cholesterinkrankheit der Kaninchen” („O eksperymentalnej chorobie cholesterolowej królików”). Następnie spędził rok pracując w szpitalu Moabit w Berlinie jako patolog . W tym czasie kontynuował swoje badania naukowe i badał wytwarzanie miażdżycy u zwierząt poprzez podawanie cholesterolu .

W 1924 roku Schoenheimer rozpoczął 3-letnie studia na Uniwersytecie w Lipsku , w ramach programu mającego na celu pogłębienie wiedzy chemicznej . Program był wspierany przez Fundację Rockefellera i prowadzony przez Karla Thomasa, profesora chemii fizjologicznej na Uniwersytecie w Lipsku. Podczas pobytu w Lipsku Schoenheimer był w stanie opracować metodę syntezy peptydów .

Kariera

Po ukończeniu studiów w Lipsku rozpoczął roczną pracę w szpitalu Moabit w Berlinie jako patolog rezydent. W tym czasie rozpoczął swoje badania i studia nad problematyką miażdżycy . Jego pierwsze opublikowane prace, datowane na ten okres, dotyczyły rozwoju miażdżycy tętnic u zwierząt doświadczalnych po podaniu cholesterolu. Spędził także czas pracując w laboratorium Petera Rony w Szpitalu Miejskim w Berlinie.

W 1926 Schoenheimer został zaproszony przez Ludwiga Aschoffa do przyłączenia się do wydziału na Uniwersytecie we Freiburgu . Tam pracował jako adiunkt. Badanie materiału patologicznego należało do jego obowiązków służbowych. W tym czasie badał również miażdżycę tętnic i rolę cholesterolu w diecie w jej rozwoju. Został czynnym w 1927 r., a następnie tytularnym szefem swojego oddziału w 1931 r.

W 1930, aż do 1931, Schoenheimer był w Stanach Zjednoczonych jako Douglas Smith Fellow na Uniwersytecie w Chicago . W tym czasie Schoenheimer nawiązał kontakt z Fundacją Josiah Macy Jr. Później, w 1931 roku, The Macy Foundation, której prezesem był Ludwig Kast, zaczęła wspierać Schoenheimera w jego badaniach nad miażdżycą. Po stypendium powrócił na Uniwersytet we Fryburgu, obejmując stanowisko kierownika Katedry Chemii Patologicznej.

Uniwersytet Columbia: 1933-1934

W kwietniu 1933 r. Schoenheimer wyemigrował do Stanów Zjednoczonych w odpowiedzi na politykę nazistowskiego reżimu dotyczącą zwalniania wykładowców żydowskich na uniwersytetach. Zaproponowano mu pracę na Uniwersytecie Columbia jako adiunkta, gdzie wraz z Walterem M. Sperrym i Davidem Rittenbergiem kontynuował badania nad metabolizmem i syntezą cholesterolu .

W 1933 roku Niemcy weszły w kryzys polityczny i były świadkiem powstania Hitlera i partii nazistowskiej , co skłoniło Schoenheimera do emigracji do Stanów Zjednoczonych . Schoenheimer miał żydowskie dziedzictwo , którego był świadomy, mimo że jego rodzina przeszła na chrześcijaństwo . Schoenheimer wstąpił do Żydowskiego Ruchu Młodzieżowego i był aktywnie zaangażowany w Organizację Syjonistyczną po I wojnie światowej . Ze względu na ówczesną sytuację w Niemczech i politykę nazistowską zwalniając wykładowców żydowskich, jest mało prawdopodobne, aby Schoenheimer pozostał w Niemczech. Ludwig Kast został poinformowany o tej sytuacji iw imieniu Schoenheimera skontaktował się z uniwersytetami amerykańskimi, Cornell i Columbia . Hans T. Clarke, Przewodniczący Wydziału Chemii Biologicznej na Uniwersytecie Columbia , zaprosił Schoenheimera do pracy na Uniwersytecie. Pracę w Zakładzie Chemii Biologicznej rozpoczął jako asystent naukowy. Josiah Macy Foundation zapewniła mu wynagrodzenie i wsparcie badawcze, gdy pracował w Columbii. W Kolumbii Schoenheimer był jednym z tych, którzy mieli podobne zainteresowania w dziedzinie biochemii i chcieli, aby zmierzała ona w kierunku chemii organicznej .

Praca naukowa

Zobacz też: Biochemia

Zobacz też: metabolizm

Prace naukowe Schoenheimera przyczyniły się do badań biochemicznych i metabolicznych , przy czym jego najbardziej znaczącą pracą było zastosowanie izotopów do badania metabolizmu pośredniego . Wcześniejsza praca naukowa Schoenheimera w latach dwudziestych XX wieku koncentrowała się na fizjologii i patologii steroli .

Wczesne prace: 1924-1933

W 1926 roku, będąc na Uniwersytecie w Lipsku , Schoenheimer opracował metodę syntezy peptydów. W latach 1903-1909 Emila Fischera doprowadziła do syntezy wielu peptydów , jednak jego metoda miała swoje ograniczenia. Fischer zastosował metodę sprzęgania halogenków acyloaminokwasów. Potrzebna była odpowiednia metoda, która obejmowałaby usunięcie grupy blokującej grupę aminową w procesie niehydroliptycznym. Metoda ta została po raz pierwszy zaproponowana przez Rudolpha Schoenheimera, który wykorzystał wcześniejsze odkrycia Michela Bergmanna, które wykazały, że za pomocą mieszaniny jodowodoru i jodek fosfoniowy , aminokwasy p-toluenosulfonylowe można detozylować redukcyjnie. Schoenheimer zastosował metodę sprzęgania azydków wprowadzoną przez Theodora Curtiusa oraz metodę chlorków kwasowych wprowadzoną przez Emila Fischera w celu wytworzenia kilku peptydów.

W 1929 roku Schoenheimer zbadał, jak różne sterole wpływają na odkładanie się cholesterolu u królików. Założono, że tylko rośliny są w stanie syntetyzować związki złożone, podczas gdy zwierzęta były zmuszane do pozyskiwania tych związków pośrednio z roślin. Założono również, że modyfikując te związki do określonych potrzeb, potrzebne będą tylko niewielkie zmiany chemiczne. Wcześniejsze badania bilansu cholesterolu wskazywały, że w określonych warunkach zwierzęta mogą posiadać zdolność do tworzenia cholesterolu , ponieważ odkryto, że czasami w badaniach metabolicznych występują ujemne salda, w których więcej sterolu jest wydalanych niż zużywanych. Obserwacje te nie wykazały, czy cholesterol obecny w organizmie zwierzęcia powstał w wyniku syntezy, czy też faktycznie pochodził z pokarmu roślinnego. Przemiana steroli roślinnych w cholesterol w organizmie zwierzęcia wymaga sterolu być wchłanialny. To jest pojęcie, które Schoenheimer badał w swoich eksperymentach. Jeden z jego eksperymentów polegał na podawaniu grupie królików dwóch różnych diet . Króliki są wrażliwe na dietę zawierającą cholesterol , a ich reakcje organizmu, zwłaszcza aorty, wykazują zmianę, która podobnie przypomina ludzką miażdżycę . W eksperymencie jedna dieta zawierała duże ilości sito-sterolu, który jest rodzajem sterolu roślinnego. Druga dieta zawierała cholesterol . Obserwacje eksperymentu wykazały, że teorie Schoenheimera i jego współpracowników, że sterole roślinne nie są wchłaniane, były prawdopodobne. Przeprowadzono dalsze badania, w wyniku których stwierdzono, że sterole roślinne są niewchłanialne, a zatem zwierzęta na diecie wyłącznie roślinnej muszą syntetyzować cholesterol niezbędny dla ich tkanek, ponieważ nie otrzymują wchłanialnego cholesterolu. W tym okresie Schoenheimer zdał sobie sprawę, że cholesterol ma pośredni metabolizm i że jest chemicznie nie do przekształcenia z innymi sterolami . W jednym ze swoich późniejszych eksperymentów z użyciem steroli , odkrył niewielki procent jednego sterolu , dihydrocholesterolu, w tkance zwierzęcej. Zbadał to odkrycie za pomocą psa , który wykazał, że w tkankach tworzy się dihydrocholesterol. To odkrycie ujawniło Schoenheimerowi, że cholesterol jest aktywnym metabolitem. Schoenheimer i jego współpracownicy badali również ergo-sterol i jego zachowanie w ciałach szczurów, myszy i królików. Wyniki tego badania wykazały, że egro-sterol nie był wchłaniany. Badania te ukształtowały karierę naukową i ścieżkę badawczą Schoenheimera.

Późniejsza praca: 1933-1941

Trwałe znakowanie izotopowe

W 1933 roku Schoenheimer wyemigrował do Stanów Zjednoczonych , gdzie jego badania naukowe przybrały inny kierunek. Przed emigracją jego praca koncentrowała się głównie na metabolizmie cholesterolu. W 1934 roku Schoenheimer rozpoczął pracę nad metabolizmem pośrednim i tym, jak można zastosować stabilne izotopy do badań. Schoenheimer pracował u boku Davida Rittenburga , a później Konrada Blocha . Schoenheimer i jego współpracownicy rozpoczęli badania od przeprowadzenia eksperymentów z użyciem deuteru . Deuter , który jest stabilnym izotopem wodoru, został odkryty przez fizykochemika Harolda Ureya w 1932 roku. Jedna z metod zastosowanych w eksperymencie polegała na podaniu zwierzętom ciężkiej wody w celu analizy deuteru obecnego w różnych składnikach ciała. Sugerowało to, jakiego rodzaju substancje wykorzystywały wodór obecny w płynach ustrojowych i ujawniło rolę, jaką woda odgrywa w procesach metabolicznych. Eksperyment dostarczył również informacji na temat procesu rozpadu związków lipidowych zawierających deuter u zwierząt doświadczalnych. Przed tym badaniem zakładano, że zwierzęta wykorzystywały tłuszcze bezpośrednio z pożywienia, które niedawno spożyły, a zapasy tłuszczu były wykorzystywane tylko podczas głodu. Eksperyment ujawnił, że kwasy tłuszczowe pozostają magazynowane w organizmie nawet podczas głodu.

Schoenheimer i jego współpracownicy rozpoczęli następnie badanie metabolizmu białek przy użyciu izotopu azotu , gdy tylko stał się dostępny. Schoenheimer i jego kolega David Rittenberg przeanalizowali, w jaki sposób zsyntetyzowane aminokwasy zawierające azot będą działać w ciele zwierzęcia. Jako przedmiot eksperymentu wykorzystali dorosłe szczury i dodali aminokwasy syntetyzowane z izotopowego amoniaku . Kiedy te diety były stosowane w równowadze azotowej stwierdzono, że zostały one włączone do białek tkankowych w intensywnym i szybkim tempie. Istnieją również dowody na przemianę chemiczną, ponieważ ciężki azot był obecny w aminokwasach , które zostały wyizolowane z białka po spożyciu. Ta przemiana chemiczna była podobna do tej, którą wykazano w kwasach tłuszczowych w jego poprzednich eksperymentach dotyczących metabolizmu pośredniego . Wyniki eksperymentu wykazały, że białka ciała znajdują się w ciągłym i dynamicznym stanie syntezy i degradacji. Schoenheimer i Rittenberg byli odpowiedzialni za odkrycie, że składniki ciała znajdują się w stanie ciągłej odnowy chemicznej, ponieważ wcześniej uważano, że są w stanie statycznym. Eksperymenty dotyczące metabolizmu aminokwasów , kwasów tłuszczowych i produktów wydalania są wykorzystywane do wspierania i demonstrowania tej koncepcji „regeneracji” metabolicznej . Cząsteczki te przechodzą proces wymiany i wymiany w tkance ciała , a także inne przemiany i podstawowe reakcje chemiczne. Ta metoda znakowania izotopowego cząsteczek umożliwiła Schoenheimerowi i jego współpracownikom zbadanie różnych zagadnień związanych z metabolizmem pośrednim .

Pod koniec lat trzydziestych prace Schoenheimera przyczyniły się do wzrostu zainteresowania metabolizmem pośrednim i metodą izotopową .

Później życie i śmierć

Schoenheimer poślubił Salome Glucksohn , znaną zoolog i genetyk , w 1937 roku. Razem wyemigrowali do Stanów Zjednoczonych i nie mieli dzieci. Później rozwiedli się. Schoenheimer został zaproszony do prowadzenia wykładów szczegółowo opisujących jego pracę naukową i odkrycia. W 1937 roku poprowadził swój wykład Harveya, aw 1941 roku jego wykład w Dunham został przeprowadzony w jego imieniu przez jego kolegów. U szczytu kariery popełnił samobójstwo , połykając cyjanek potasu w swoim domu w Yonkers . depresja od wielu lat.

Wykorzystanie odkryć naukowych Schoenheimera

Prace naukowe Schoenheimera i jego rozwój technik znakowania izotopowego umożliwiły biochemikom odkrycie różnych szlaków metabolicznych organizmu.

Schoenheimer był jednym z pierwszych naukowców , którzy stwierdzili, że ciała ludzi i zwierząt mają procesy odnowy i regeneracji. Metody i techniki stosowane przez Schoenheimera zapewniły również środki do pomiaru ilości substancji w ciele przed pojawieniem się technologii i oprogramowania do modelowania dynamicznego.

cholesterolu przez produkt końcowy ”. W późniejszych latach, wraz z większym postępem w nauce i technologii, w tym pojawieniem się izotopów promieniotwórczych , odkryto więcej informacji na temat sprzężenia zwrotnego cholesterolu.

•   Kennedy, EP (2001), „Dar Hitlera i era biosyntezy”, J. Biol. chemia (opublikowane 16 listopada 2001), tom. 276, nr. 46, s. 42619–31, doi : 10.1074/jbc.R100051200 , PMID 11559714
•   młody, wirtualna rzeczywistość; Ajami, A (1999), „Wykład stulecia Rudolfa Schoenheimera. Izotopy w badaniach nad żywieniem”, The Proceedings of the Nutrition Society (opublikowane w lutym 1999), tom. 58, nr. 1, s. 15–32, doi : 10.1079/pns19990004 , PMID 10343336
•   Olson, RE (1997), „Dynamiczny stan składników ciała (Schoenheimer, 1939)”, J. Nutr. (opublikowane w maju 1997), tom. 127, nr. 5 Suppl, s. 1041S–1043S, PMID 9164302
•   Guggenheim, KY (1991), „Rudolf Schoenheimer i koncepcja stanu dynamicznego składników ciała”, J. Nutr. (opublikowane w listopadzie 1991), tom. 121, nr. 11, s. 1701–4, doi : 10.1093/jn/121.11.1701 , PMID 1941176
•   Ratner, S; Rittenberg, D; Keston, AS; Schoenheimer, R (1987), „The Journal of Biological Chemistry, tom 134, czerwiec 1940: Badania metabolizmu białek. XIV. Interakcja chemiczna glicyny w diecie i białek ustrojowych u szczurów. S. Ratner, D. Rittenberg, Albert S. . Keston i Rudolf Schoenheimer”, Nutr. Rev. (opublikowane w październiku 1987), tom. 45, nie. 10, s. 310–2, doi : 10.1111/j.1753-4887.1987.tb06338.x , PMID 3320825
•   Shemin, D (1987), „O wpływie odkrycia stabilnych izotopów na badania biochemiczne: wynik nieoczekiwanego spotkania uchodźcy z odkrywcą ciężkich izotopów na Uniwersytecie Columbia”, Anal . Biochem. (opublikowane w marcu 1987), tom. 161, nr. 2, s. 365–9, doi : 10.1016/0003-2697(87)90464-7 , PMID 3555154
•   Sinohara, H (1986), „[Rudolf Schoenheimer: esej biograficzny]”, Seikagaku (opublikowany grudzień 1986), tom. 58, nr. 12, s. 1449–70, PMID 3553368
•    Goldstein, JL (1986), „O pochodzeniu i zapobieganiu PAIDS (zespołowi sparaliżowanej choroby badacza akademickiego)”, J. Clin. Inwestować. (opublikowane wrzesień 1986), tom. 78, nr. 3, s. 848–54, doi : 10.1172/JCI112652 , PMC 423687 , PMID 3528221
•    Stetten, D (1982), "Rudi", Perspektywa. Biol. Med. , tom. 25, nie. 3, s. 354–68, doi : 10.1353/pbm.1982.0056 , PMID 6763679 , S2CID 246283804

Bibliografia

• Brown, MS, Engelking, LJ, Evers, B, Goldstein, JL, Hammer, RE, Horton, JD, Kuriyama, H, Liang, G, Li, WP i Liang, G 2005, „Wyjaśnienie efektu Schoenheimera – Regulacja sprzężenia zwrotnego synteza cholesterolu u myszy, w której pośredniczą białka Insig”, The Journal of Clinical Research, tom. 115, s. 2489-98
• Clarke, Hans T (12 grudnia 1941). „Rudolf Schoenheimer, 1898-1941”. Nauka, nowa seria . 94 : 553–554.
• Cooper, DY i Osborn, ME 1999, „Schoenheimer, Rudolph”, American National Biography Helmenstine, AM 2019, „Deuterium Facts”, https://www.thoughtco.com/facts-about-deuterium-607910
• Engelking, LJ (2005-08-25). „Efekt Schoenheimera wyjaśniony - regulacja sprzężenia zwrotnego syntezy cholesterolu u myszy, w której pośredniczą białka Insig”. Dziennik badań klinicznych . 115 (9): 2489–2498. doi : 10.1172/jci25614. ISSN 0021-9738.
• Fruton, Joseph S. (styczeń 1982). „Metoda karbobenzoksy syntezy peptydów”. Trendy w naukach biochemicznych . 7 (1): 37–39. doi :10.1016/0968-0004(82)90064-0. ISSN 0968-0004.
•   Hargrove, James L. (1998). Modelowanie dynamiczne w naukach o zdrowiu . Skoczek. s. IX. ISBN 0-387-94996-8 . OCLC 876222114
• Helmenstine, AM (2019). „Fakty dotyczące deuteru” .
• Kohler R, Jr 1977, „Rudolph Schoenheimer, znaczniki izotopowe i biochemia w latach trzydziestych XX wieku”, Studia historyczne w naukach fizycznych, tom. 8, s. 257-298
•   Medawar, Jean: Pyke, David (2012). Dar Hitlera: prawdziwa historia naukowców wydalonych przez nazistowski reżim (miękka okładka). Nowy Jork: Wydawnictwo Arcade. ISBN 978-1-61145-709-4 . {{ cite book }} : CS1 maint: wiele nazwisk: lista autorów ( link )
• Quastel JH 1942, „Nekrolog: prof. Rudolf Schoenheimer” Natura. 1942; 149, s. 15-16
• Schoenheimer, R 1931, „Nowy wkład w metabolizm steroli”, Science, New Series, tom. 74, nr. 1928, s. 579-584
• Schoenheimer, R 1942, „Dynamiczny stan składników ciała” Badania nad rakiem, tom. 2, nie. 11, str. 810.
• Simoni, RD, Hill, RL i Vaughan, M 2002, „Wykorzystanie znaczników izotopowych do badania metabolizmu pośredniego: Rudolph Schoenheimer”, The Journal of Biological Chemistry, tom. 277, nr 43
• „Schoenheimer, Rudolf”Kompletny słownik biografii naukowej, Encyclopedia.com. 23 kwietnia 2020 https://www.encyklopedia.com