สถานที่สำคัญริมทางหลวงที่นำไปสู่ความเข้าใจเรื่องโปรตีน
หุ่นยนต์ของธรรมชาติ: ประวัติของโปรตีน
ชาร์ลส์ แทนฟอร์ด &จ็ากเกอลีน เรย์โนลด์ส
Oxford University Press: 2001. 312 หน้า 18.99 ปอนด์, $27.50
ผู้บุกเบิกเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์โปรตีน: (ตามเข็มนาฬิกาจากบนซ้าย) Gerrit Mulder, Theodor Svedberg, Dorothy Wrinch และ Irving Langmuir (ซ้าย), JD Bernal และ Dorothy Hodgkin ร่วมกัน
เรื่องราวของโปรตีน — หุ่นยนต์ของชื่อหนังสือที่น่าชื่นชมเล่มนี้ ซึ่งทำทุกอย่างตั้งแต่การบันทึกภาพและการเกร็งกล้ามเนื้อ ไปจนถึงการมอบความสุขและความเพลิดเพลินให้กับเราและน้ำยาซักผ้าที่ดียิ่งขึ้น — เริ่มต้นขึ้นในต้นศตวรรษที่สิบเก้า ชื่อ ‘โปรตีน’ ซึ่งแปลว่า ‘ยืนอยู่ข้างหน้า’ หรือ ‘นำหน้า’ ในภาษากรีก เสนอโดย Jöns Jacob Berzelius ในจดหมายถึง Gerrit Mulder ในปี 1838 ซึ่งวิเคราะห์คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และ ปริมาณกำมะถันของไข่อัลบูมินและคำนวณสูตร Eiweissหรือไข่ขาวเป็นชื่อตามแบบฉบับของโปรตีนและยังอยู่ในคำศัพท์ทางวิทยาศาสตร์ของเยอรมันในปัจจุบัน Mulder เผยแพร่ผลงานของเขาในAnnalen der Pharmacieแต่มีการโต้เถียงอย่างจริงจังกับบรรณาธิการ Justus von Liebig นักเคมีชั้นนำของวัน สูตรของ Mulder สำหรับโปรตีนGrundstoff (สารหลัก) โดยอิงจากเนื้อหาของอะตอมเดี่ยวของกำมะถันและหนึ่งในฟอสฟอรัสตามสัดส่วนของไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และอะตอมของคาร์บอนจำนวนมาก ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าถูกต้องและควรกำหนดลักษณะโมเลกุลขนาดใหญ่ ของสาร
ต่อมาในปี ค.ศ. 1840 เฟลิกซ์ ฮอปเป-เซย์เลอร์ได้เตรียมผลึกเฮโมโกลบินก้อนแรก และจากปริมาณธาตุเหล็กในกลุ่มเทียม (ฮีมิน) ที่เกี่ยวข้องกับโปรตีน (โกลบิน) เขาได้อนุมานถึงสิ่งที่กลายเป็นโมเลกุลหน่วยย่อยที่ถูกต้อง น้ำหนักของโปรตีน แต่การถกเถียงกันว่าโปรตีนเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่หรือไม่ — ตรงกันข้ามกับมวลรวมคอลลอยด์ — และแท้จริงแล้ว โมเลกุลขนาดใหญ่จะมีอยู่จริงหรือไม่ ได้โหมกระหน่ำถึงส่วนที่ดีที่สุดของศตวรรษ ในหนึ่งในบทที่กระจ่างที่สุดของพวกเขา Charles Tanford และ Jacqueline Reynolds ติดตามประวัติของแนวคิดโมเลกุลขนาดใหญ่ และแสดงให้เห็นว่านักชีวเคมีมีแนวความคิดที่ล้ำหน้ากว่านักเคมีในยุคเดียวกัน ซึ่งต้องการงานของ Hermann Staudinger เกี่ยวกับโพลิเมอร์สังเคราะห์ในช่วงทศวรรษที่ 1930 .
ผู้เขียนนำชัยชนะของผู้บุกเบิกผู้ยิ่งใหญ่
มาสู่ชีวิตอย่างเต็มตา ซึ่งวางรากฐานของหัวข้อที่ปัจจุบันยืนอยู่บนจุดสูงสุดของวิทยาศาสตร์ชีวภาพและการแพทย์ Emil Fischer ค้นพบพันธะเปปไทด์และประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์เปปไทด์สั้น และ Gilbert Adair ได้ทำการตรวจวัดแรงดันออสโมติกที่แม่นยำอย่างประณีตเพื่อเผยให้เห็นลักษณะเตตระเมอร์ของโมเลกุลเฮโมโกลบิน Theodor Svedberg เป็นผู้คิดค้นเครื่องหมุนเหวี่ยงพิเศษเชิงวิเคราะห์ ซึ่งเขายืนยันผลลัพธ์ของ Adair และสร้างข้อมูลมากมายเกี่ยวกับลักษณะทางกายภาพของโปรตีน จากนั้นจึงค้นพบว่าประจุไฟฟ้าสถิตทำงานอย่างไรในการพิจารณาคุณสมบัติของโปรตีน ตามด้วยการแนะนำอิเล็กโตรโฟรีซิสและโครมาโตกราฟีเพื่อแยกองค์ประกอบออกจากสารผสม มีการศึกษาครั้งแรกเกี่ยวกับการลดทอนสภาพผิวในปี พ.ศ. 2494 โดยการสร้างแบบจำลองของ Linus Pauling ซึ่งระบุ α-helix และ β-sheet เป็นส่วนประกอบโครงสร้างพื้นฐานของโปรตีน นอกจากนี้ยังมีทางเลี้ยวที่ผิดบนทางหลวงแห่งความก้าวหน้า เช่น สมมติฐานไซโคลที่ไร้สาระของ Dorothy Wrinch นักคณิตศาสตร์และนักเคมีมือสมัครเล่น ซึ่งควบคุมโดย Irving Langmuir ผู้ยิ่งใหญ่ไม่ได้ เรื่องราวนี้ได้รับการเล่าเรื่องใหม่อย่างสนุกสนานโดย Tanford และ Reynolds
ผลกระทบที่ไม่ชอบน้ำ ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจอุณหพลศาสตร์ของโปรตีน ซึ่งสัมพันธ์กันในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 กับชื่อของวอลเตอร์ เคาซ์มันน์ และผู้เขียนเอง กลับกลายเป็นว่ามีเชื้อสายที่เก่ากว่า ย้อนกลับไปที่แลงมัวร์และจีเอส ฮาร์ทลีย์ หลายทศวรรษ ก่อนหน้านี้. แต่งานวิพากษ์วิจารณ์ที่แสดงให้เห็นถึงความเชื่อมโยงระหว่างลำดับกรดอะมิโนกับโครงสร้าง และหลักการที่ว่าสายโซ่โปรตีนสามารถพับตัวเองโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือให้อยู่ในรูปแบบดั้งเดิมเมื่อสังเคราะห์ กลับถูกละเลยอย่างน่าประหลาด: ชื่อของคริสเตียน แอนฟินเซน ผู้ชนะ รางวัลโนเบลสำหรับความสำเร็จเหล่านี้ ปรากฏเฉพาะในการผ่าน Anfinsen และเพื่อนร่วมงานของเขาได้แสดงให้เห็นในปี 1957 ว่าเอนไซม์ ribonuclease สามารถถูกกางออกได้เต็มที่ โดยพันธะไดซัลไฟด์ของมันจะแตก และจากนั้นทำขึ้นเพื่อฟื้นฟูโครงสร้างและกิจกรรมของมัน กลุ่ม thiol ที่จับคู่ไม่ถูกต้องอาจถูก ‘ถอดรหัส’ และการจับคู่ที่ถูกต้องกลับคืนมา และในที่สุด Anfinsen และเพื่อนร่วมงานได้สังเคราะห์ไรโบนิวคลีเอสเริ่มต้นจากกรดอะมิโนและแสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์มีกิจกรรมของเอนไซม์อย่างเต็มที่ซึ่งเป็นข้อพิสูจน์ขั้นสุดท้ายของข้อเสนอเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์
