Gregorio Weber (4 de julio de 1916 - 18 de julio de 1997) fue un científico argentino que realizó importantes contribuciones en los campos de la espectroscopia de fluorescencia y la química de proteínas . [1] Weber fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias en 1975.
Temprana edad y educación
Gregorio Weber nació en Buenos Aires , Argentina en 1916. Asistió a la Universidad de Buenos Aires donde recibió su título de Doctor en Medicina en 1942. Trabajó como estudiante de medicina de 1939 a 1943 en el Departamento de Fisiología y Bioquímica como profesor. asistente de Bernardo Alberto Houssay . Houssay fue reconocido como fisiólogo por su trabajo sobre el sistema endocrino y, en particular, la glándula pituitaria. [2] Weber continuó sus estudios en la Universidad de Cambridge bajo la dirección de Malcolm Dixon , conocido enzimólogo, y en 1947 obtuvo un doctorado. en bioquímica . Su tesis, titulada "Fluorescencia de riboflavina, diaforasa y sustancias relacionadas", marcó el inicio de la aplicación de la espectroscopia de fluorescencia a biomoléculas. [1]
La tesis de Weber se dedicó especialmente a las mediciones de la extinción de la fluorescencia de la riboflavina y al desarrollo de una teoría general de la extinción por formación de complejos. Esto llevó a su primera publicación, [3] la primera en demostrar que la extinción de la fluorescencia puede tener lugar después de la formación de complejos moleculares de duración finita en lugar de colisiones. Su segunda publicación [4] fue la primera demostración de un complejo interno en FAD. Años más tarde, continuaría este trabajo con la primera demostración de que NADH también formaba un complejo interno y con caracterizaciones más completas de las propiedades del estado excitado de FAD y NADH.
De 1948 a 1952, Weber llevó a cabo investigaciones independientes en el Instituto de Bioquímica Sir William Dunn de Cambridge, con el apoyo de una beca británica Beit Memorial. Comenzó a profundizar en la teoría de la polarización de la fluorescencia y también comenzó a desarrollar métodos que permitieran el estudio de proteínas que no contenían un fluoróforo intrínseco como FAD o NADH. [5] Con este fin, invirtió un tiempo y un esfuerzo considerables en sintetizar una sonda fluorescente que pudiera unirse covalentemente a proteínas y que poseyera características de absorción y emisión apropiadas para la instrumentación disponible en la Inglaterra de la posguerra.
El resultado de dos años de esfuerzo fue la todavía popular sonda cloruro de dimetilaminonaftalensulfonilo o cloruro de dansilo. Con esta herramienta en la mano y con nueva instrumentación comenzó a investigar varios sistemas proteicos, publicando su teoría y resultados experimentales en dos artículos clásicos publicados en 1952, [6] [7] El artículo teórico amplía la teoría de la despolarización por rotación de Perrin elipsoidal. moléculas. Específicamente, Weber mostró que las ecuaciones complejas de Perrin, que requerían un conocimiento de la orientación de los osciladores de emisión y absorción del fluoróforo con respecto al eje de rotación del elipsoide, podrían simplificarse considerablemente si se asumiera que los fluoróforos que llevan los osciladores están orientados aleatoriamente. en la macromolécula. Este artículo también contenía una formulación de la ley de aditividad de las polarizaciones.
Weber permaneció en Cambridge como investigador independiente hasta 1953, cuando Hans Krebs lo contrató para el nuevo Departamento de Bioquímica de la Universidad de Sheffield .
Universidad de Illinois
A principios de la década de 1960, Irwin “Gunny” Gunsalus , entonces director de la División de Bioquímica del Departamento de Química de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign , reclutó a Weber. Gunsalus relató la historia que mientras convencía a sus colegas de que Gregorio Weber era un científico excepcional, alguien comentó que Weber no tenía tantas publicaciones como cabría esperar de un profesor senior. Gunny explicó que, si bien esto era cierto, la proporción de artículos sobresalientes de Weber con respecto al total de artículos era la unidad y que esta proporción, conocida a partir de entonces como proporción de Weber, era sin duda la consideración más importante. Gregorio Weber se unió a la Universidad de Illinois en 1962 y construyó un programa de investigación que continuó activamente hasta su muerte por leucemia el 17 de julio de 1997. Durante los primeros años en Urbana, continuó desarrollando nuevos instrumentos y sondas de fluorescencia y amplió sus estudios de proteínas. sistemas.
Contribuciones científicas
Gregorio Weber fue responsable de muchos de los desarrollos teóricos y experimentales más importantes de la espectroscopia de fluorescencia moderna. En particular, fue pionero en la aplicación de la espectroscopia de fluorescencia a las ciencias biológicas. Su lista de logros incluye lo siguiente:
- la síntesis y uso de cloruro de dansilo como sonda de hidrodinámica de proteínas;
- la extensión de la teoría de la polarización de la fluorescencia de Perrin a los fluoróforos asociados con orientaciones aleatorias con elipsoides de revolución y a las mezclas de fluoróforos;
- la primera resolución espectral de la fluorescencia de los aminoácidos aromáticos y de la fluorescencia intrínseca de las proteínas; la primera demostración de que tanto FAD como NADH forman complejos internos;
- el primer informe sobre aminas secundarias aromáticas, fuertemente fluorescentes en disolventes apolares, pero escasamente en agua, siendo el caso más espectacular los anilino naftaleno sulfonatos (ANS);
- la primera descripción del uso de la fluorescencia de moléculas pequeñas como sondas para la viscosidad de las micelas, con implicaciones para los sistemas de membranas; una formulación general de despolarización por transferencia de energía;
- el descubrimiento del efecto "borde rojo" en la transferencia de homoenergía;
- el desarrollo de la fluorometría de fase de correlación cruzada moderna;
- el desarrollo del método de matriz de excitación-emisión para resolver las contribuciones de múltiples fluoróforos;
- la síntesis de varios fluoróforos nuevos, incluido el ácido pirenobutírico, IAEDANS , bis-ANS, PRODAN y LAURDAN, diseñados para sondear aspectos dinámicos de biomoléculas.
Además de estas contribuciones seminales, Gregorio Weber también capacitó e inspiró a generaciones de espectroscopistas y biofísicos que continuaron haciendo importantes contribuciones a sus campos, incluyendo tanto la investigación básica como la comercialización de metodologías de fluorescencia y su extensión a las disciplinas clínicas y biomédicas. .
La motivación original y de toda la vida de Gregorio Weber fue utilizar métodos de fluorescencia para investigar la naturaleza de las proteínas y, además de sus contribuciones al campo de la fluorescencia, fue uno de los verdaderos pioneros de la dinámica de proteínas. Sus artículos de la década de 1960 muestran que incluso entonces consideraba a las proteínas como moléculas altamente dinámicas. Rechazó la opinión, común en ese momento después de la aparición de las primeras estructuras de rayos X, de que las proteínas tenían una conformación única y rígida. En una importante innovación, introdujo el uso de oxígeno molecular para apagar la fluorescencia en soluciones acuosas, lo que llevó a la detección, por primera vez y para sorpresa de muchos, de la existencia de fluctuaciones rápidas en las estructuras de las proteínas en la escala de tiempo de nanosegundos. . El impacto de este trabajo fue demostrado por el creciente interés en el trabajo experimental y teórico en la dinámica de proteínas, que siguió. La descripción inicial de Weber de las proteínas en solución como “moléculas estocásticas pateando y gritando” ha sido, en los últimos años, completamente verificada tanto a partir de estudios teóricos como experimentales. Estas contribuciones fueron reconocidas por la American Chemical Society en 1986, que nombró a Weber como el primer receptor del Premio Repligen por la Química de los Procesos Biológicos .
En la década de 1970, inicialmente en colaboración con HG Drickamer, Weber combinó métodos de fluorescencia y presión hidrostática para el estudio de proteínas y complejos moleculares. El sistema inicial que estudió fue el complejo formado por isoaloxazina y adenina, uno de sus intereses originales de investigación. Sus observaciones confirmaron la aplicabilidad de las técnicas de fluorescencia y alta presión a los problemas de estructura, y particularmente a la dinámica, a nivel molecular. Él y sus colaboradores demostraron que la mayoría de las proteínas compuestas por subunidades pueden disociarse mediante la aplicación de presión hidrostática, y abrieron, de esta manera, un nuevo método para estudiar las interacciones proteína-proteína. Se revelaron propiedades bastante inesperadas de los agregados de proteínas y se abrió un nuevo enfoque a los problemas de la biología y la medicina. Por ejemplo, Weber y sus colaboradores demostraron la posibilidad de destruir la infectividad de los virus, sin afectar su capacidad inmunogénica, al someterlos a presión hidrostática, y así abrieron la posibilidad de desarrollar vacunas virales que contengan, sin modificación covalente, todos los antígenos presentes. en el virus original.
Honores
Los logros científicos de Gregorio Weber fueron reconocidos con muchos honores y premios. Estos incluyen la elección a la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU. , La elección a la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias , la elección como miembro correspondiente de la Academia Nacional de Ciencias de Argentina , el primer Conferencista Nacional de la Sociedad Biofísica, el Premio Rumford de la American Academy of Arts and Sciences, el premio ISCO a la excelencia en instrumentación bioquímica, el primer premio Repligen para la química de los procesos biológicos (otorgado por la American Chemical Society) y el primer premio internacional Jablonski de espectroscopia de fluorescencia. El Rumford Premium es uno de los premios científicos más antiguos otorgados en los Estados Unidos. Fue creado por un legado a la Academia de Benjamin Thompson, Conde Rumford, en 1796; los galardonados anteriormente incluyen a J. Willard Gibbs , AA Michelson , Thomas Edison , RW Wood, Percy Bridgman , Irving Langmuir , Enrico Fermi , S. Chandrasekhar , Hans Bethe , Lars Onsager y otros pensadores muy originales. El comité del premio Rumford recomendó que el premio de 1979 se otorgara a dos físicos, Robert L. Mills y Chen Ning Yang , por su trabajo conjunto sobre la teoría de la invariancia de calibre del campo electromagnético, y a Gregorio Weber, “Reconocido como la persona responsable de los desarrollos modernos en la teoría y aplicación de técnicas fluorescentes a la química y bioquímica ”.
Para homenajear a Gregorio Weber, los "Weber Symposia" se llevan a cabo aproximadamente cada tres años. El último simposio se celebró en Búzios, Brasil, del 28 de mayo al 2 de junio de 2017.
Referencias
- ^ a b "Biophysical Journal, volumen 75, julio de 1998, páginas 419-421"
- ^ Compartió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina de 1947 con Carl y Gerty Cori .
- ^ Weber, G (1948). "La extinción de la fluorescencia en líquidos por formación de complejos. Determinación de la vida media del complejo". Trans. Faraday Soc . 44 (4): 185–189. doi : 10.1039 / tf9484400185 .
- ^ Weber, G. "Fluorescencia de riboflavina y dinucleótido de flavina adenina" . Biochem. J . 47 (1): 114-121. doi : 10.1042 / bj0470114 . PMC 1275171 .
- ^ aún no se había descubierto la fluorescencia de los aminoácidos aromáticos.
- ^ Weber, G. "Polarización de la fluorescencia de macromoléculas. I. Teoría y método experimental y Polarización de la fluorescencia de macromoléculas" . Biochem. J . 51 (2): 145-155. doi : 10.1042 / bj0510145 . PMC 1197814 .
- ^ Weber, G. "Polarización de la fluorescencia de macromoléculas. II. Conjugados fluorescentes de ovoalbúmina y albúmina de suero bovino" . Biochem. J . 51 (2): 155-168. doi : 10.1042 / bj0510155 . PMC 1197815 .
enlaces externos
- Gregorio Weber en la Universidad de California, Irvine
- Homenajes a Gregorio Weber en la Universidad de Cardiff
- Publicaciones de Gregorio Weber en el Laboratorio de Dinámica de Fluorescencia