Дерек Джордж Смит - Derek George Smyth

Дерек Смит
Родившийся (1927-04-24) 24 апреля 1927 г. (возраст 93)
НациональностьБританский
Научная карьера
ПоляБиохимия
УчрежденияМедицинский колледж больницы Святого Варфоломея, Йельская школа медицины, Рокфеллеровский университет, Национальный институт медицинских исследований Политехнический институт Баттерси, Лондонский университет

Дерек Смит FRSC (родился 24 апреля 1927 г.) - британец биохимик кто специализируется на пептид структура и функции. В 2002 году он был признан Парень из Королевское химическое общество.[1]

Фон

Дерек Смит возглавлял лабораторию химии пептидов в Национальный институт медицинских исследований (NIMR) в Милл-Хилл, Лондон с 1972–1992 гг. Ранее он работал с профессором Джозеф Фрутон, Заведующий кафедрой биохимии Йельский университет, где он приобрел опыт в химии белков и пептидов (1-3) и в 1960 году перешел в Рокфеллеровский университет в Нью-Йорке, где в лаборатории Стэнфорд Мур и Уильям Ховард Штайн он повторно исследовал и установил окончательный аминокислота Последовательность из панкреатическая рибонуклеаза (4-9),[2][3] первый фермент, у которого определена его первичная структура.[нужна цитата ]

Перейдя в NIMR в 1963 году, Дерек Смит подготовил две новые производные от окситоцин, N-карбамилцистин-1-окситоцин и N-карбамилцистин-1-O-карбамилтирозин-2-окситоцин, а в совместном исследовании с Гордоном Биссетом было показано, что, хотя монокарбамильный гормон сохранял слабую биологическую активность (10), дикарбамил производное оказалось специфическим ингибитором окситоцина, лишенным собственной активности (11,12), демонстрируя, что действие гормона происходит в последовательные стадии, которые можно изучать независимо (13).

Сохраняя свой интерес к структуре белка (14-16), Дерек Смит и Саяки Утсуми раскрыли структуру «шарнирной области» кролика 7S. гамма-глобулин, совмещая фрагменты FAB и (FAB) 2 в 4-цепочечной молекуле IgG, обнаруживая мостик, который связывает половину молекулы, и обнаруживая новый олигосахарид цепь, прилегающая к дисульфидному мостику (17-21. Присутствующий на одной H-цепи, а не на другой, углевод делает молекулу IgG асимметричной, но биологическая функция углевода неизвестна. Он может служить для закрепления молекулы антитела на сайтах где действуют токсичные гликопротеины (вирусы).

Затем он секвенировал связывающий пептид (C-пептид) проинсулин у ряда видов, что указывает на сохранение вторичной структуры (22-25). Вклад С-пептида в трехмерную структуру проинсулина был предложен Снеллом и Смитом (25), которые построили модель прогормона путем согласования вторичной структуры С-пептида со структурой инсулина (установленной в кристаллографические исследования Тома Бланделла и его коллег). В модели С-пептид маскировал «активный сайт» инсулиновой составляющей, что объясняет неактивность прогормона, а сайты парных основных остатков были расположены снаружи и доступны для ферментативной активации.

Ферментативный процессинг прогормонов с целью высвобождения их биологически активных компонентов был доминирующим интересом на протяжении всей жизни. Его основным вкладом стали исследования β-липотропин (61), теперь признанный как компонент проопиомеланокортин локус.[4][5] В классической серии статей 1975-1982 годов он и его сотрудники[а] (26-34) показали, что С-концевой фрагмент липотропина, обнаруженный Смитом в гипофизе (35-37), был эндогенно экспрессируемым опиатом (38). Фельдберг и Смит продемонстрировали, что этот пептид из 31 аминокислоты, ныне известный как β-эндорфин, это нейрогормон с мощным обезболивающее активности (39-43) и очень важны для функции мозга (40, 44, 45).

Впоследствии Брэдбери и Смит выяснили механизм пептидной посредничество (46-49), посттрансляционная модификация, необходимая для активности многих пептидных гормонов и пептидов, высвобождающих гормоны, и совсем недавно Смит и его коллеги выделили и идентифицировали серию трипептидных амидов со структурой, связанной с тиреотропин-рилизинг-гормон (50-54). Эти пептиды обладают ингибирующими свойствами и, по-видимому, выполняют физиологическую роль в регуляции гормонов. Таким образом, было показано, что амид pGlu Phe Pro, который встречается в яичках, ингибирует высвобождение тестостерон (51) в то время как амид pGlu His Pro, присутствующий в щитовидной железе, ингибирует высвобождение тиреоглобулин.

Продолжающаяся линия исследований Смита завершилась предложением новой концепции регуляции активности пептидных гормонов. Согласно этой гипотезе, увеличение активности инициируется синтезом пептида, высвобождающего гормон, в гипоталамус но активности высвобождающего пептида динамически противодействует ингибирование в его целевом сайте на периферии. Эта гормональная активность должна быть чувствительна к процессам, включающим как активацию, так и ингибирование, делает возможным точный контроль «поминутно», ключевую особенность, отсутствующую в обычном механизме включения-выключения.[нужна цитата ]

Можно отметить, что двойной механизм, предложенный для регуляции гормонов, аналогичен механизму, участвующему в синаптической передаче в центральной нервной системе, в соответствии с общим эволюционным происхождением центральных и периферических процессов.

После ухода из NIMR Смит продолжил свои исследования в Институте молекулярной биологии в г. Зальцбург (55, 56) и в отделении фармакологии Университет Мерсии (57-59). Несколько лет (1977-1982) он помогал Нобелевский комитет в выдвижении кандидатов в Нобелевская премия по физиологии и медицине[нужна цитата ] а в 1997 году он был избран почетным членом (Excmo) Королевской академии медицины и хирургии в Мерсии (60).

Примечания

  1. ^ Члены лаборатории химии пептидов: Алан Брэдбери, Шина Кокл, Дэвид Пэриш, Кристофер Снелл, Сираик Закарян, Дерек Мэсси и, кроме того, сотрудники NIMR: профессор Вильгельм Фельдберг, Найджел Бердсолл, Эдвард Халм, Уильям Дикин, Майкл Гейсов и ценное сотрудничество с Маргарет Гильчик из больницы Святого Варфоломея в Лондоне.
  1. ^ "Объявление". Времена. 14 февраля 2002 г. с. 40. ISSN  0140-0460. ProQuest идентификатор документа 318606918.
  2. ^ Лоуи, Ариэль Г.; Зикевиц, Филипп (1991). Структура и функции клеток: комплексный подход. Филадельфия: Сондерс. п. 169. OCLC  1148218832.
  3. ^ Белый, Авраам; Хендлер, Филипп; Смит, Эмиль Л (1973). Принципы биохимии. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. п. 257. OCLC  1151061019.
  4. ^ Дэвис, Джоэл (1984). Эндорфины: новые волны в химии мозга. Гарден-Сити, Нью-Йорк: Набрать Нажмите. С. 44–45. OCLC  1033595208.
  5. ^ Хоукс, Найджел (7 октября 1978 г.). «Открывая двери мозга». Южно-Китайская утренняя почта. п. 2. ISSN  1021-6731. ProQuest идентификатор документа. … Доктор Дерек Смит и его команда из Национального института медицинских исследований… выделили… вещество, которое они назвали C-фрагментом липотропин. … Самый значительный из эндорфины похоже, это C-фрагмент. Гораздо более мощный обезболивающее чем любой из других эндорфинов ... он также намного дольше живет в мозге. Это привело доктора Смита к предположению, что одна из функций C-фрагмента может заключаться в долгосрочном контроле боли ...

Рекомендации

1. Смит Д.Г., Нагамацу А. и Фрутон Дж.С. (1960) Некоторые реакции N-этилмалеимида. Варенье. Chem. Soc. 82, 4600-4604.

2. Смит, Д.Г. Battaglia., F.C. and Meschia, G. (1961) Исследования эффекта Бора гемоглобина барана. J. Gen. Physiol. 44, 889-898.

3. Смит, Д.Г. и Tuppy, H. (1968) Реакции ацилирования с циклическими имидами. Биохим. Биофиз. Acta, 168, 173–180.

4. Смит Д.Г., Стейн В.Х. и Moore, S. (1962) О последовательности остатков 11-18 в рибонуклеазе поджелудочной железы крупного рогатого скота. J. Biol. Chem., 237, 1845-1850.

5. Смит Д.Г., Стейн В.Х. и Мур, S. (1963) Последовательность аминокислотных остатков в рибонуклеазе поджелудочной железы крупного рогатого скота: пересмотр и подтверждение. J. Biol. Chem., 238, 227-234.

6. Смит, Д.Г. (1963) Белки и пептиды. Годовые отчеты Химического общества, 468-485.

7. Смит, Д.Г. и Эллиотт Д.Ф. (1964) Некоторые аналитические проблемы при определении структуры белков и пептидов. J. Soc. Аналит. Chem., 89, 81-94.

8. Смит Д.Г. (1967) Методы ферментативного гидролиза и определения последовательности. В: Методы в энзимологии, C.H.W. Hirs (Ed) Academic Press, 11, 214-231.

9. Смит, Д.Г. (1967) Использование пепсина, папаина и субтилизина для определения последовательности. В: Методы в энзимологии, C.H.W. Hirs (Ed) Academic Press, 11, 421-426.

10. Биссет, Г.В., Пойснер, А.М. и Смит, Д. (1963) Карбамилирование окситоцина и аргинина вазопрессина. Природа, 199, 69-70.

11. Смит, Д.Г. (1964) Реакции цианата с амино- и гидроксильными группами: приложение к окситоцину. Подвешенный. Чим. Acta, 44, 197-204.

12. Смит, Д.Г. (1967) Карбамилирование гидроксильных групп амино и тирозина: получение ингибитора окситоцина, не обладающего внутренней активностью на изолированной матке. J. Biol. Chem., 242, 1579-1591.

13. Смит, Д.Г. (1970) О молекулярном механизме действия окситоцина. Биохим. Биофиз. Acta, 200, 395-403; Данные публикации Библиотеки Конгресса, Текущие исследования окситоцина, 11-19.

14. Смит, Д.Г. (1964) Белки и пептиды. Годовые отчеты Химического общества, 507-525.

15. Смит, Д.Г. (1965) Белки и пептиды. Годовые отчеты Химического общества, 488-509. .

16. Смит, Д.Г. (1967) Белки и пептиды. Годовые отчеты Химического общества, 249-261.

17. Смит, Д.Г. и Utsumi, S. (1967) Структура «шарнирной» области кроличьего иммуноглобулина-G. Nature, 216, 232-235.

18. Фангер, М.В., Смит, Д.Г. (1972) Олигосахаридные единицы кроличьего иммуноглобулина-G: множественные сайты прикрепления углеводов. Biochem. J., 127, 757-765.

19. Фангер, М.В., Смит, Д.Г. (1972) Олигосахаридные единицы кроличьего иммуноглобулина-G: асимметричное присоединение олигосахарида C2. Biochem. J., 127, 767-774.

20. Хинрикс, В.А., Смит, Д.Г. (1970) Исследования асимметрично присоединенного олигосахарида кроличьего иммуноглобулина-G; на биологическую функцию олигосахарида C2. Иммунология, 18, 768-774.

21. Hinrichs, W.A., Smyth, D.G. (1970) Исследования асимметрично присоединенного олигосахарида кроличьего иммуноглобулина-G; биосинтез и стабильность олигосахарида C2. Иммунология, 18, 759-770.

22. Ko, A.S.C., Smyth, D.G., Markussen, J. и Sundby, F. (1971) Аминокислотная последовательность С-пептида проинсулина человека. Eur.J. Биохимия, 20, 190-199.

23. Massey, D.E. и Смит, Д. (1975) Проинсулин морской свинки: первичная структура С-пептида, выделенного из поджелудочной железы. J. Biol. Chem., 250, 6288-6290.

24. Салокангас А., Смит Д.Г., Маркуссен Дж. и Sundby, F. (1971) Bovine Proinsulin: аминокислотная последовательность С-пептида, выделенного из поджелудочной железы. Eur.J. Biochem., 20, 183–189.

25. Snell, C.R., Smyth, D.G. (1975) Проинсулин: предлагаемая трехмерная структура. J. Biol. Chem., 250, 6291-6295.

26. Смит, Д.Г. (1981) Химия опиатных пептидов: энкефалины и эндорфины. В: Материалы 6-го Европейского симпозиума по пептидам, К. Брунфельд (под ред.). Scriptor, Копенгаген, стр. 56–69.

27. Закарян С., Смит Д.Г. (1981) Распределение пептидов, связанных с β-эндорфином, в гипофизе и головном мозге крыс. Biochem. J., 202, 561-571; Proc. Natl. Акад. США, (76) 5972-5976.

28. Смит Д.Г. (1984) Хроматография пептидов, относящихся к β-эндорфину. Аналит. Biochem., 136, 127-135.

29. Смит Д.Г., Мэсси Д.Е., Закарян С. и Финни М.Д. (1979) Эндорфины хранятся в биологически активных и неактивных формах; выделение альфа-N-ацетилпептидов. Nature, 272, 252-254.

30. Закарян, С., Смит, Д.Г. (1982) β-эндорфин по-разному перерабатывается в определенных областях гипофиза и головного мозга крыс. Nature, 296, 250-253.

31. Смит Д.Г., Смит К.С.Ф. и Zakarian, S. (1981) Выделение и идентификация двух новых пептидов, связанных с β-эндорфином. В: достижения в области эндогенных и экзогенных опиоидов. Х. Такаги (Эд) Кодански-Эльзевир, Токио-Амстердам., 145-148.

32. Гейсов, М.Дж., Достровский, Д.Ф.У. и Смит, Д. (1977) Анальгетическая активность С-фрагмента липотропина зависит от карбоксильного концевого тетрапептида. Природа, 269, 167–168.

33. Пэриш, округ Колумбия и Смит Д. (1982) Выделение глицилглутамина, С-концевого дипептида прогормона β-эндорфина и кортикотропина, Biochem Soc Trans. 10 221.

34. Пэриш, округ Колумбия, и Смит Д., Нормантон Дж. Р., Волстенкрофт, Дж. Х. (1983) Глицилглутамин, ингибирующий нейропептид, производный от β-эндорфина. Nature (Лондон), 306,267-270.

35. Брэдбери А.Ф., Смит Д.Г. и Snell, C.R. (1975) Биосинтез β-MSH и ACTH. В кн .: Пептиды, химия, структура и биология. Р. Вальтерс и Дж. Майенхофер (редакторы). Ann Arbor Science Publishers Inc., Мичиган, 609-615.

36. Брэдбери, А., Ф., Смит, Д.Г. и Снелл, C.R. (1976) Прогормоны β-меланотропина (β-меланоцит-стимулирующий гормон, β-MSH) и кортикотропина (АКТГ): структура и активация. В: Полипептидные гормоны, молекулярные и клеточные аспекты. Р. Портер, Д. У. FitzSimons (Eds) Elsevier / Excerpta Medica, North Holland, 61-75.

37. Смит Д.Г., Снелл С.Р., Мэсси Д.Э. (1978) Выделение С-фрагмента и С’-фрагмента липотропина из гипофиза свиньи и С-фрагмента из мозга. Biochem. J., 175, 261-270.

38. Bradbury, A.F., Smyth, D.G., Snell, C.R. Birdsall, N.J.M. и Hulme, E.C. (1976). С-фрагмент липотропина имеет высокое сродство к опиатным рецепторам мозга. Природа, 260, 793-796.

39. Feldberg, W.S. и Смит, Д. (1976) С-фрагмент липотропина, сильнодействующего анальгетика. J. Physiol. (Лондон), 260, 30С.

40. Feldberg, W.S. и Смит, Д. (1977) С-фрагмент липотропина, эндогенного мощного обезболивающего пептида. Br. J. Pharmacol., 60, 445-454.

41. Брэдбери, А.Ф., Смит, Д.Г., Снелл, К.Р., Дикин, Дж. Ф.У. и Wendlandt, S. (1977) Сравнение анальгетических свойств липотропинового С-фрагмента и стабилизированных энкефалинов у крыс. Biochem. Биофиз. Res. Commun. 64, 748-753.

42. Смит, Д.Г. (1983) Опиоидные пептиды и боль. В кн .: Клиники анестезиологии, 1, 201-217.

43. Смит, Д.Г. (1976) В поисках эндогенного анальгетика. Редакция журнала "Ланцет", 665-666.

44. Gispen, W.H., de Wied, D., Bradbury, A.F., Hulme, E.C., Smyth, D.G. и Snell, C.R. (1976) Вызвание чрезмерного ухода за крысами фрагментами липотропина. Природа, 264, 792-794.

45. Van Ree, J.M., Smyth, D.G. и Colpaert, F.C. (1979) Свойства создания зависимости липотропинового С-фрагмента (β-эндорфина): свидетельства его внутреннего контроля над поведением. Life Sci., 24, 495-502.

46. ​​Брэдбери А.Ф., Финни М.Д.Ф. и Смит, Д. (1982) Механизм образования С-концевого амида ферментами гипофиза. Природа, 298, 686-689.

47. Брэдбери А.Ф., Смит Д.Г. (1991) Амидирование пептидов. ТИБС., 16, 112-115.

48. Брэдбери А.Ф., Смит Д.Г. (1987) Катализируемое ферментом амидирование пептидов: выделение стабильного промежуточного соединения, образованного реакцией фермента амидирования с иминокислотой. Евро. J. Biochem. 169, 579-584.

49. Bradbury, A.F., Mistry, J., Roos, B.A. и Смит, Д. (1990) 4-фенил-3-бутеновая кислота, in vivo ингибитор пептидилглицингидроксилазы (фермента амидирования пептидов). Eur.J.Biochem., 189, 363-368.

50. Кокл, С., М., Эйткен, А., Бег, Ф. и Смит, Д.Г. (1989) Новый пептид, амид пироглутамилглутамилпролина, в комплексе простаты кролика, структурно родственный гормону, высвобождающему тиреотропин. J. Biol. Chem., 264, 7788-7791.

51. Хан З., Эйткен А., дель Рио-Гарсия Дж. И Смит Д.Г. (1992) Выделение и идентификация двух нейтральных гормоноподобных пептидов тиреотропина, амида пироглутамилфенилаланина и пролина пироглутамилглутамина из семенной жидкости человека. J. Biol. Chem., 267, 7464-7469.

52. Кокл, С.М., Эйткен, А., Бег, Ф. и Смит, Д.Г. (1989) Родственный TRH пептид пироглутамилглутамилпролинамид присутствует в семенной жидкости человека. FEBS Letts., 252, 113-117.

53. дель Рио-Гарсия, Дж. И Смит, Д.Г. (1990) Распределение амидов пироглутамилпептида в центральной нервной системе и на периферии крыс. J. Endocrinol., 127, 445-450.

54. Билек Р., Гконос П.Дж., Тавианини М., Смит Д.Г. и Роос, Б.А. (1992) Пептиды, подобные тиротропин-рилизинг-гормону (TRH) в простате крыс, не образуются за счет экспрессии гена TRH, а подавляются гормоном щитовидной железы. J. Endocrinol., 132, 177-184.

55. Линден, Х., дель Рио-Гарсия, Дж., Хубер, А., Крейл, Г. и Смит, Д.Г. (1996) TRH-подобные пептиды в семенниках кролика отличаются от TRH-подобных пептидов в простате. FEBS Letts., 379, 11-14.

56. Huber, A.E., Fraser, H., del Rio-Garcia, J., Kreil, G., Smyth, D.G. (1998) Молекулярное клонирование у мартышек показывает, что TRH-подобный пептид pGlu-Glu-Pro амид не образуется из семеногелина. Biochem. Биофиз. Acta, 1387, 143–152.

57. Раузелл, В., Фрейзер, Х.М., Тобаруэла, М., дель Рио-Гарсия, Дж. И Смит, Д.Г. (1998) Идентификация TRH-подобных пептидов pGlu-Glu-Pro амид и pGlu-Phe-Pro амид в щитовидной железе крыс: регуляция тироидным статусом. Регуляторные пептиды, 31, 55-60.

58. Гильчик М.В., Тобаруэла М., дель Рио-Гарсия, Дж. и Смит, Д. (2000) TRH-подобный пептид pGlu-Phe-Pro амид присутствует в молочной железе крысы и человека и секретируется с молоком. Biochem. Биофиз. Acta, 1475, 55-60.

59. Смит, Д.Г., дель Рио-Гарсия, Дж., Валлнофер, Х., Гогль, Х., Симма, В., Хубер, А., Эмбахер, Р., Фрейзер, Х. и Крейл, Г. (1999 ) Протирелин (тиреотропин-рилизинг-гормон) в щитовидной железе: возможное участие в регуляции статуса щитовидной железы. Acta Pharmacol. Син., 20, 289-291.

60. Смит, Д.Г. (1997) Открытие биологически активных пептидов; от структуры к функции. Anales de la Real Academia de Medicina y Cirugia de Murcia, 49–70.

61. Смит, Д.Г. (2016) Липотропин и бета-эндорфин: перспектива. J. Mol Endocrinol. 56, T13-25.