アール・ウィルバー・サザーランド・ジュニア

アール・ウィルバー・サザーランド・ジュニア
サザーランド、 1970年頃
生まれる	( 1915-11-19 )1915年11月19日 バーリンゲーム、カンザス州、米国
死亡	1974年3月9日(1974-03-09)（58歳） マイアミ、フロリダ州、米国
母校	セントルイス・ワシントン大学( MD ) ウォッシュバーン大学( BS )
知られている	エピネフリン、サイクリックAMP
受賞歴	ガードナー財団国際賞 （1969年） アルバート・ラスカー基礎医学研究賞 （1970年） ディクソン賞 （1971年） ノーベル生理学・医学賞 （1971年） アメリカ国家科学賞 （1973年）
科学者としてのキャリア
フィールド	生化学
機関	ヴァンダービルト大学、ケース・ウェスタン・リザーブ大学、ワシントン大学医学部、マイアミ大学
博士課程の学生	フェリド・ムラド

アール・ウィルバー・サザーランド・ジュニア（1915年11月19日 - 1974年3月9日）は、カンザス州バーリンゲーム生まれのアメリカの薬理学者、生化学者。サザーランドは、1971年に「セカンドメッセンジャー、すなわち環状アデノシン一リン酸（サイクリックAMP）を介したホルモン、特にエピネフリンの作用機序に関する発見」によりノーベル生理学・医学賞を受賞した。

サザーランドは1915年11月19日、カンザス州バーリンゲームで生まれた。6人兄弟の2番目として、母親のエディス・M・ハーツホーンと父親のアール・W・サザーランドに育てられた。^[1]ウィスコンシン州出身の父親はグリネル大学に2年間通っていたが、最終的には農業を営み、ニューメキシコ州とオクラホマ州を転々とした後、バーリンゲームに定住して家族を育てた。ミズーリ州生まれのエディスは、いわゆる「女子大学」で看護の訓練を受けていた。家族を養うため、サザーランドの父親は乾物店を経営し、子供たちにそれぞれ仕事を与えていた。サザーランドは5歳で釣りを始め、これが生涯の趣味となった。

高校生の頃、サザーランドはテニス、バスケットボール、フットボールなどいくつかのスポーツで活躍した。^[2]

1933年、17歳でサザーランドはカンザス州トピーカのウォッシュバーン大学に入学し、理学士号取得を目指し始めた。^[1]学費を払うため、彼は学部生の間ずっと地元の病院で医療スタッフの助手として働いた。サザーランドは1937年、21歳で卒業した。その後、セントルイスのワシントン大学医学部に入学し、カール・フェルディナンド・コリのもとで強い指導を受けた。1942年、サザーランドは医学博士号を取得して卒業した。^[1]

1940年、ワシントン大学医学部在学中に、サザーランドはカール・フェルディナンド・コリの研究室で薬理学の助手として研究に初めて関わりました。コリは1947年にグリコーゲン代謝のメカニズムの発見によりノーベル生理学・医学賞を受賞しました。^{[3] [4]コリの指導の下、サザーランドは}エピネフリンとグルカゴンというホルモンがグリコーゲンからグルコースへの分解に及ぼす影響について研究を行いました。 ^{[3] 1942年、彼は}セントルイスのバーンズ・ジューイッシュ病院で研修医として働きました。^[5]

1942年にワシントン大学で医学の学位を取得した後、サザーランドは第二次世界大戦で陸軍の医師として従軍した。1945年にセントルイスのワシントン大学に戻り、コリの研究室で研究を続けた。サザーランドは、医学の道に進むのではなく研究者の道を選んだのは指導者のコリのおかげだと考えている。^[3]

サザーランドはワシントン大学医学部在籍中に、薬理学講師（1945-46年）、生化学講師（1946-50年）、生化学助教授（1950-52年）、生化学准教授（1952-53年）など、様々な教職を歴任した。^[5]

1953年、サザーランドはクリーブランドに移り、ケース・ウェスタン・リザーブ大学医学部の薬理学教授および薬理学部長に就任した。そこで彼は、同じく薬理学教授で、生涯の研究パートナーとなるセオドア・W・ラルと共同研究を行い、分子レベルでのホルモン作用のメカニズムについてさらに研究を進めた。^{[3] [5]ケース・ウェスタン・リザーブ大学での10年間で、サザーランドは、}環状アデノシン一リン酸（サイクリックAMP）の特定と、その二次メッセンジャーとしての役割につながるいくつかの画期的な発見をした。

1963年、サザーランドはナッシュビルのヴァンダービルト大学医学部の解剖学教授に就任した。^{[2]この地位により、彼は研究にもっと時間を割くことができた。彼は1967年に}アメリカ心臓協会から授与されたキャリア研究者としての資金援助を受けながら、環状AMPに関する研究を続けた。彼は1973年までヴァンダービルト大学で教職に就いた。^[5]

1973年、ヴァンダービルト大学で10年間過ごした後、サザーランドはマイアミに移り、マイアミ大学ミラー医学部の生化学の著名な教授に就任した。^{[2] [6]彼は}アデノシン一リン酸とグアノシン一リン酸に関する斬新な研究に携わり続け、1973年だけで4本の論文を共著した。^[7]

コリの研究室で働いていたとき、サザーランドは同僚の助けを借りて、グリコーゲン 代謝のメカニズムに関するいくつかの発見をし、それが数年後にサイクリックAMPの生物学的活性の発見につながりました。コリの研究室は以前にグリコーゲン代謝の基本メカニズムを確立しており、その功績によりノーベル生理学・医学賞を受賞しました。^{[4]サザーランドは、}グリコーゲン分解のプロセスにおける肝臓ホスホリラーゼ（LP）の重要性の特定に貢献しました。グリコーゲン分解に関与する3つの基本酵素のうち、彼はLPが律速酵素であること、つまりグリコーゲン代謝の進行はこの酵素に依存していることを発見しました。^{[3] LPはその後数年間彼の研究対象となり、LPと}ホルモンの相互作用に関する実験を通じて彼の最も有名な発見がなされました。

LP の重要性を認識した後、サザーランドは研究活動をウェスタン リザーブ大学に移しました。そこで、彼はテッド ラル、ウォルター D ウォシレイト、ジャック ベルテと共同で、Journal of Biological Chemistryに「エピネフリンおよびグルカゴンと肝臓ホスホリラーゼの関係」という一連の論文を 4 部構成で発表しました。^{[8] [9] [10] [11]}これら 4 つの論文では、LP の精製とその特性のいくつかを分析しています。まず、LP の酵素活性はリン酸基の追加または除去に依存することが判明しました。このプロセスはリン酸化と呼ばれます。^[10]その後の実験で、彼らは、エピネフリンとグルカゴンを追加すると肝臓切片により多くのリン酸が取り込まれることを実証しました。これは、これらのホルモンが LP のリン酸化を促進し、酵素を活性化していることを示唆しています。^[10]このシリーズの後の論文の結果は、この LP のリン酸化と活性化はホスホリラーゼキナーゼの作用の結果であると示唆した。 [ ^11]このシリーズでは、肝臓ホスホリラーゼの不活性化も調査し、リン酸基を切断することによって機能する、当初 LP 不活性化酵素と呼ばれた酵素を特徴付けた。^[10]この酵素は後に肝臓ホスホリラーゼホスファターゼと改名された。^[11]これらの論文では、分子量やその他の要因の観点からも LP を特徴付けた。分析中に、cAMP の前駆体である 5-AMP の添加により LP の活性化が増加するという予想外の結果が見つかったが、これは当時は知られていなかった。^[8]

このシリーズの 4 番目の論文「エピネフリンおよびグルカゴンと肝臓ホスホリラーゼの関係: IV 肝臓ホモジネートにおけるホスホリラーゼの再活性化に対するエピネフリンおよびグルカゴンの影響」は 1956 年に発表されました。この論文で、サザーランドと共同研究者はエピネフリンおよびグルカゴンの研究をさらに進めました。この実験の成功の鍵は、以前の実験で使用していた完全な肝細胞ではなく、肝細胞のホモジネートを使用したことでした。 ^[11]当時の研究者の間では、ホルモンの研究は完全な細胞を使用してのみ可能であるというのが一般的な見解でした。これは、細胞ホモジネートを使用してホルモン経路を研究した最初の例でした。サザーランドと共同著者は、肝臓ホモジネートで、肝臓全体のスライスで観察されたものと同様の効果を観察することができました。さらに重要なことは、この反応を 2 段階で観察できたことです。この段階の反応は、粒子画分がホルモンであるエピネフリンとグルカゴンの存在下で未知の熱安定性因子を生成することによって特徴付けられる。この因子はその後、ホルモンが存在しないホモゲネート画分で肝臓ホスホリラーゼの形成を刺激する。^[11]ホルモンの存在下で生成され、最終的に肝臓ホスホリラーゼの二次形成につながるこの未知の熱安定性因子は、後に環状AMPと名付けられた。^{[12] [13]}

環状AMPの発見とセカンドメッセンジャーの概念は医学界にとって非常に重要であったが、サザーランドの研究結果は実際には大変な試行錯誤を経て達成された。まず第一に、サザーランドとテッド・ラルは、肝細胞のショ糖ホモゲネートが細胞を健康に保ち増殖させるために絶対に必要であると確信していた。^{[14]この推論は、}ミトコンドリアを研究した経験からラルが導き出したもので、ミトコンドリアはこれらのショ糖ホモゲネートによく反応したが、当時研究されていたこととは何の関係もなかった。このショ糖はホモゲネートには必要ではないことが判明し、ショ糖なしで実験をセットアップすると、より効果的な結果が得られた。第二に、サザーランドは当初、無傷の細胞には何か重要なものがあり、その構造を破壊してもホルモン効果は生じないと考えていた。^[14]しかし、議論の末、ラルはサザーランドに肝臓ホモゲネートを使用するよう説得した。 LP活性化率がほぼ2倍になるのを目撃した後、彼らは、細胞を無傷に保つことがホルモンの効果を研究する上で重要であるという考えは、少なくともこの場合には必ずしも正しくないことを理解した。最終的に、サザーランドは、適切な実験技術、具体的にはレーニンガー ハード ポア法を使用して同じ実験を行うようにというジャック ベルテの要請を無視することにした。レーニンガー ハード ポア法では、粒子画分が元の試験管の上部に達したら、液体を別の試験管に注いで上澄み液をデカントする。ベルテは、この手順のステップを慎重な吸引によって行うように要求しただけでなく、懸濁液の高さ、回転数、時間に関して遠心分離中の特異性の欠如を批判した。^[14]サザーランドと彼の同僚が実験手順と誤った仮定を修正する意欲があったため、彼らは発見をすることができた。

サザーランドは1937年にウォッシュバーン大学を卒業した同年にミルドレッド・ライスと結婚した。1944年、第二次世界大戦中にジョージ・S・パットン将軍の下で大隊の軍医として召集され、後にドイツに派遣され、1945年まで軍病院の医師として勤務した。^[6]サザーランドはミルドレッド・ライスとの間に2人の息子と1人の娘をもうけた。

1962年、サザーランドは最初の妻と離婚した。1年後、ヴァンダービルト大学の生理学教授になったとき、サザーランドは同大学の副学部長であるクラウディア・セベステ・スミスと結婚し、残りの人生を共に過ごした。^[2]

• 1937年 –カンザス州トピーカのウォッシュバーン大学で理学士号を取得。
• 1942年、ミズーリ州セントルイスのワシントン大学医学部で医学博士号を取得。
• 1969年 – 薬理学におけるトーラルド・ソルマン賞 |ガードナー財団国際賞;
• 1970年 –アルバート・ラスカー基礎医学研究賞
• 1971年 –ノーベル生理学・医学賞| アメリカ心臓協会功績賞
• 1971年 -アメリカ功労アカデミーのゴールデンプレート賞; ^[15]
• 1973年 -リチャード・ニクソン大統領からアメリカ国家科学賞が授与される。^[5]

1952年、サザーランドはバンティング記念講演賞を受賞し、1953年にはオハイオ州クリーブランドのケース・ウェスタン・リザーブ大学薬理学部の学部長に選出された。 1967年にはアメリカ心臓協会のキャリア研究者に選ばれ、 1973年には米国科学アカデミーの会員に選出された。^[6]

サザーランドは、アメリカ生化学会、アメリカ化学会、アメリカ薬理学・実験治療学会、アメリカ科学振興協会、シグマ・クシーなど、様々な科学団体の会員でもありました。^{[6] 1951年から1956年まで、サザーランドは『生化学製剤ジャーナル』の編集委員を務めました。1957年から1958年まで、『}薬理学・実験治療ジャーナル』の 編集委員を務めました。^[5]

1974年3月9日、サザーランドは食道出血による手術合併症で内出血を起こして亡くなった。享年58歳だった。^{[2] [6]}

サザーランドの死後、1974年にミラー医学部はサザーランド記念講演会を開設した。1976年、ヴァンダービルト大学はサザーランド賞を創設した。これは毎年、国内外で称賛と尊敬を集めた教授に授与される賞である。受賞者には5,000ドルが授与され、受賞者の名前が銀のボウルに刻まれる。^[16]ヴァンダービルトは1997年にサザーランド講演会を開始してサザーランドを称え、2001年にはサザーランド薬理学教授職を創設した。ヴァンダービルト教授のハイディ・E・ハムは、教授職の設立時にこの職に任命され、現在もその職位を保持している。^[17]

ウィキメディア・コモンズには、アール・ウィルバー・サザーランド・ジュニアに関連するメディアがあります。

• Nobelprize.org の Earl Wilbur Sutherland Jr.
• ラスカーリンク
• NASリンク
• ケース・ウェスタンリンク