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ルドルフ・シェーンハイマー | |
|---|---|
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| 生まれる | 1898年5月10日 ベルリン、ドイツ |
| 死亡 | 1941年9月11日（43歳） ヨンカーズ、ニューヨーク州、米国 |
| 国籍 | ドイツ/アメリカ |
| 母校 | フリードリヒ・ヴィルヘルム大学 |
| 知られている | 生体分子の同位体標識 |
| 科学者としてのキャリア | |
| フィールド | 生化学 |
| 機関 | コロンビア大学 |
ルドルフ・シェーンハイマー（1898年5月10日 - 1941年9月11日）は、生体分子の同位体標識技術を開発し、代謝の詳細な研究を可能にしたドイツ系アメリカ人の生化学者でした。[1]この研究により、生物のすべての構成要素が常に化学的に更新されていることが明らかになりました。[2]
ベルリン生まれ。フリードリヒ・ヴィルヘルム大学医学部卒業後、ライプツィヒ大学で有機化学をさらに学び、その後フライブルク大学で生化学を学び、生理化学部長に昇進した。[3]
彼は1930年から1931年までシカゴ大学で過ごした。[4]
1933年、ナチスが台頭した後、彼はドイツからコロンビア大学に移住し、生物化学科に入学した。[1]ハロルド・C・ユーリーの放射化学研究室のデイビッド・リッテンバーグと、後にコンラッド・ブロックとともに、彼らは安定同位体を使用して食品にタグを付け、生物内での代謝を追跡した。[3]
彼はさらにコレステロールが動脈硬化の危険因子であることを確立した。[3]
彼は生涯を通じて躁鬱病に苦しみ[2] 、 1941年にシアン化ナトリウムで自殺した。[5]彼は生前、ハーバード大学でダナム講演を行うよう依頼され光栄に思っていた。死後、講演は彼のために行われた。[6]
幼少期と教育
ルドルフ・シェーンハイマーは1898年5月10日、ドイツのベルリンで生まれた。[4]彼はゲルトルート・エーデルと医師のヒューゴ・シェーンハイマーの息子であった。 [ 3]彼はユダヤ人であったが、家族はキリスト教に改宗した。[1]彼はベルリンの地元の学校に通い、1916年にドロテーン・シュタットティッシェ・ギムナジウムを卒業した。[3]卒業後、シェーンハイマーはドイツ軍に徴兵された。 [4]彼は第一次世界大戦中、2年間西部戦線の砲兵隊に勤務した。[3]戦争での勤務後、彼はベルリン大学で医学の研究を始めた。[4] 1922年に彼は医学博士号を取得した。彼の医学博士号の論文は「ウサギの実験的コレステロール病について」と題されていた。[3]その後、彼はベルリンのモアビット病院で病理学者として1年間働きました。[3]この間も彼は科学的研究を続け、コレステロールを投与することで動物に動脈硬化を引き起こすことを研究しました。[4]
1924年、シェーンハイマーは化学の知識を深めることを目的としたプログラムでライプツィヒ大学で3年間の研究を始めました。[3]このプログラムはロックフェラー財団の援助を受け、ライプツィヒ大学の生理化学教授カール・トーマスが指導しました。[3]ライプツィヒ在学中に、シェーンハイマーはペプチドの合成法を開発することができました。[4]
キャリア
ライプツィヒでの研究を終えた後、彼はベルリンのモアビット病院で病理医として1年間働き始めました。[6]この間、彼は動脈硬化症の問題に関する研究と調査を始めました。[4]この時期に出版された彼の最初の作品は、コレステロールを投与された実験動物における動脈硬化症の発症に関するものでした。[6]彼はまた、ベルリン市立病院のピーター・ローナの研究室で働いていました。[4]
1926年、シェーンハイマーはルートヴィヒ・アショフに招かれてフライブルク大学の教授に就任した。[7]そこで彼は助教授として働いた。[3]病理学的材料の調査は彼の職務の一部であった。[6]この間、彼は動脈硬化症とその発症における食事性コレステロールの役割についても研究した。[7]彼は1927年に部門長となり、1931年には名目上の部門長となった。[6]
1930年から1931年まで、シェーンハイマーはシカゴ大学のダグラス・スミス研究員として米国に滞在した。[6]この間、シェーンハイマーはジョサイア・メイシー・ジュニア財団と接触した。1931年後半、ルートヴィヒ・カストが会長を務めるメイシー財団は、シェーンハイマーの動脈硬化症研究を支援し始めた。[1]研究員としての任期を終えた後、彼はフライブルク大学に戻り、病理化学部門の部門長に就任した。[4]
コロンビア大学: 1933-1934
1933年4月、シェーンハイマーはナチス政権の大学におけるユダヤ人教員の解雇政策に反発してアメリカに移住した。 [4]彼はコロンビア大学で助教授として働くことを提案され、そこでウォルター・M・スペリーやデイヴィッド・リッテンバーグとともに代謝とコレステロール合成に関する研究を続けた。[4]
1933年、ドイツは政治的危機に陥り、ヒトラーとナチ党が台頭したため、シェーンハイマーは米国に移住することになった。[1]シェーンハイマーは、家族がキリスト教に改宗したにもかかわらず、ユダヤ人の血統であることを自覚していた。シェーンハイマーは、第一次世界大戦後にユダヤ人青年運動に参加し、シオニスト組織に積極的に関与した。[1]当時のドイツの状況とユダヤ人教員を解雇するナチスの政策により、シェーンハイマーがドイツに留まる可能性は低かった。[1]この状況を知らされたルートヴィヒ・カストは、シェーンハイマーに代わって米国の大学、コーネル大学とコロンビア大学に連絡を取った。コロンビア大学生物化学科長ハンス・T・クラークは、シェーンハイマーを大学で働くよう招いた。[7]彼は研究助手として生物化学科で働き始めた。[4]ジョサイア・メイシー財団は、彼がコロンビア大学で働いていた間、給与と研究支援を提供しました。[1]コロンビア大学では、シェーンハイマーは生化学に同様の興味を持ち、有機化学の方向に進むことを望んでいた人々の一人でした。[1]
科学研究
シェーンハイマーの科学的研究は生化学と代謝研究に貢献したが、最も重要な研究は中間代謝の研究への同位体の応用であった。シェーンハイマーの1920年代の初期の科学的研究はステロールの生理学と病理学に集中していた。[1]
初期の作品: 1924-1933
1926年、ライプツィヒ大学在学中に、シェーンハイマーはペプチドの合成法を開発した。[4] 1903年から1909年にかけて、エミール・フィッシャーの研究は多くのペプチドの合成を促したが、彼の方法には限界があった。[3]フィッシャーはハロゲンアシルアミノ酸ハロゲン化物カップリング法を使用した。[8]非加水分解プロセスによってアミノ保護基を除去する適切な方法が必要であった。[8]この方法は、ヨウ化水素とヨウ化ホスホニウムの混合物でp-トルエンスルホニルアミノ酸を還元的に脱トシル化できることを実証したミシェル・ベルクマンによる以前の研究結果を利用して、ルドルフ・シェーンハイマーによって最初に提案された。[8]シェーンハイマーは、テオドール・クルティウスによって導入されたアジドカップリング法とエミール・フィッシャーによって導入された酸塩化物法を用いて、いくつかのペプチドを合成した。[8]
1929 年、シェーンハイマーは、ウサギのコレステロール沈着にさまざまなステロールがどのように影響するかを調査しました。 [1]複雑な化合物を合成できるのは植物のみで、動物はこれらの化合物を植物から間接的に得るしかないと考えられていました。[9]また、特定のニーズに合わせてこれらの化合物を変更する場合、わずかな化学変化しか必要ないとも考えられていました。[9]以前のコレステロールバランス研究では、特定の条件下では動物がコレステロールを形成する能力を持つ可能性があることが示されており、代謝研究では、消費されるステロールよりも排泄されるステロールが多い、負のバランスが存在することが時々発見されています。 [9]これらの観察では、動物の体内に存在するコレステロールが合成によるものなのか、実際にはすべて植物性食品に由来するものなのかは示されていませんでした。[9]動物の体内で植物ステロールがコレステロールに変換されるためには、ステロールが吸収可能である必要があります。これが、シェーンハイマーが実験で調査した概念です。[9]彼の実験の 1 つは、ウサギのグループに 2 種類の異なる食事を与えるというものでした。[1]ウサギはコレステロールを含む食事に敏感で、その体の反応、特に大動脈の反応は、人間のアテローム性動脈硬化症に似た変化を示します。[9]実験では、一方の食事に植物ステロールの一種であるシトステロールを大量に含ませました。もう一方の食事にはコレステロールを含めました。[9]実験の観察により、植物ステロールは吸収されないというシェーンハイマーと彼の同僚の理論が正しいことが示されました。[9] さらなる研究が行われ、その結果、植物ステロールは吸収されないため、植物性食品のみを摂取する動物は吸収可能なコレステロールを摂取しないため、組織に必要なコレステロールを合成しなければならないという結論に達しました。 [9]この期間中にシェーンハイマーは、コレステロールには中間代謝があり、化学的に他のステロールとは変換できないことに気付きました。[1]彼はその後ステロールを使った実験で、動物組織中にステロールの一種であるジヒドロコレステロールが微量含まれていることを発見した。[1] 彼は犬を使ってこの発見を調査し、組織内にジヒドロコレステロールが形成されていることを示しました。この発見により、コレステロールは活性代謝物であることがシェーンハイマーに明らかになりました。 [1]シェーンハイマーと彼の同僚は、エルゴステロールと、ラット、マウス、ウサギの体内でのその挙動も調査しました。[9]この研究の結果、エルゴステロールは吸収されないことが明らかになりました。[9]この研究は、シェーンハイマーの科学的キャリアと研究の道を形作りました。[7]
後期作品: 1933-1941
1933年、シェーンハイマーは米国に移住し、そこで彼の科学研究は別の焦点を置いた。移住前の彼の研究は主にコレステロールの代謝に集中していた。1934年、シェーンハイマーは中間代謝と、その研究に安定同位体をどのように応用できるかについての研究を開始した。 [ 10]シェーンハイマーはデイヴィッド・リッテンバーグ、後にコンラッド・ブロックと共に研究を行った。シェーンハイマーと彼の同僚は、重水素を使用する実験を行うことから研究を開始した。水素の安定同位体である重水素は、1932年に物理化学者ハロルド・ユーリーによって発見された。 [11]実験で使用された方法の1つは、体のさまざまな成分に存在する重水素を分析するために動物に重水を投与することであった。 [10]これにより、体液中に存在する水素を利用している物質の種類が示唆され、代謝プロセスにおける水の役割が明らかになった。[4]彼らの実験は、実験動物における重水素を含む脂質化合物の分解過程に関する情報も提供した。この研究以前は、動物は最近摂取した食物から直接脂肪を利用し、脂肪貯蔵は飢餓時にのみ使用されると想定されていた。実験により、脂肪酸は飢餓中でも体内に貯蔵されたままであることが明らかになった。[10]
その後、シェーンハイマーと彼の同僚は、入手可能になった窒素同位体を使用してタンパク質代謝の研究を開始しました。 [6]シェーンハイマーと彼の同僚のデイビッド・リッテンバーグは、窒素を含む合成アミノ酸が動物の体内でどのように機能するかを分析しました。彼らは成体ラットを実験の対象とし、同位体アンモニアから合成したアミノ酸を餌に加えました。 [6]これらの餌を窒素平衡で与えたところ、それらは集中的かつ急速に組織タンパク質に組み込まれることがわかりました。 [6]摂取後にタンパク質から分離されたアミノ酸には重窒素が存在していた ため、化学変換の証拠もありました。 [6]この化学変換は、彼が以前に中間代謝について行った実験で脂肪酸で実証されたものと似ていました。[6]実験の結果、体のタンパク質は継続的かつ動的な合成と分解の状態にあることが明らかになりました。[4]シェーンハイマーとリッテンバーグは、それまで静的な状態にあると考えられていた体の成分が、常に化学的に再生している状態にあることを発見した人物です。[2]アミノ酸、脂肪酸、排泄物の代謝に関する実験は、この代謝「再生」の概念を裏付け、実証するために使用されます。 [12]これらの分子は、体組織内で置換と交換のプロセス、およびその他の変換と基本的な化学反応を経ます。 [12]この同位体標識分子の方法により、シェーンハイマーと彼の同僚は中間代謝におけるさまざまな問題を調査することができました。[12]
1930年代後半までに、シェーンハイマーの研究は中間代謝と同位体法への関心の高まりに貢献しました。[1]
その後の人生と死
シェーンハイマーは1937年に著名な動物学者で遺伝学者のサロメ・グリュックソンと結婚した。2人は一緒にアメリカに移住したが、子供はいなかった。後に離婚した。[4]シェーンハイマーは自身の科学的研究と発見を詳述する講演を行うよう招かれた。1937年に彼はハーヴェイ講演を行い、1941年には同僚が彼に代わってダナム講演を行った。[6]キャリアの絶頂期に、彼は数年にわたる鬱病との闘いの末、ヨンカーズの自宅で青酸カリを摂取して自殺した。[4]
シェーンハイマーの科学的発見の利用
シェーンハイマーの科学的研究と同位体標識技術の開発により、生化学者は体内のさまざまな代謝経路を発見することができました。[4]
シェーンハイマーは、人間や動物の体には再生と再生のプロセスがあることを最初に特定した科学者の一人です。 [13]シェーンハイマーが使用した方法と技術は、動的モデリングの技術とソフトウェアが登場する以前に、体内の物質の量を測定する手段も提供しました。[13]
1933年にシェーンハイマーが動物を対象に行った代謝バランス研究では、「コレステロール合成の最終生成物フィードバック阻害」の初期の証拠が提示されました。 [ 14]その後、放射性同位体の出現を含む科学技術のさらなる進歩により、コレステロールフィードバックに関するより多くの情報が発見されました。[14]
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