ヴォルフガング・ルビッツ | |
|---|---|
| 生まれる | 1949年(74~75歳) |
| 国籍 | ドイツ語 |
| 教育 | ベルリン自由大学化学科(1969-1974年) ベルリン自由大学 博士号(1977年)ベルリン自由大学 資格取得(1982年) |
| 知られている | ヒドロゲナーゼ 酸素発生複合体 細菌および植物の光合成 電子常磁性共鳴 |
| 科学者としてのキャリア | |
| フィールド | 化学 生化学 生物物理学 |
| 機関 | ベルリン自由大学(1977–1989) カリフォルニア大学サンディエゴ校(1983–1984) シュトゥットガルト大学(1989–1991) ベルリン工科大学(1991–2000) マックス プランク化学エネルギー変換研究所(2000–現在) |
ヴォルフガング・ルビッツ(1949年生まれ)はドイツの化学者、生物物理学者。現在はマックス・プランク化学エネルギー変換研究所の名誉所長。細菌の光合成反応中心[ 1] [2] [3] 、ヒドロゲナーゼ酵素[4] 、酸素発生複合体[5] [6]について、さまざまな生物物理学的手法を用いて研究したことでよく知られている。電子常磁性共鳴(EPR)とその化学・生物系への応用に対する貢献が、学術論文誌で認められている。[7]
教育とキャリア
1969年から1974年までベルリン自由大学で化学を学び、1977年まで博士号を取得しました。 1977年から1982年まで、ベルリン自由大学で有機化学の博士号取得を目指し、電子常磁性共鳴(EPR)やENDOR /TRIPLEなどの二重共鳴法に重点的に取り組みました。1979年から1989年まで、ベルリン自由大学で助教授および化学科の准教授として勤務しました。1983年から1984年まで、カリフォルニア大学サンディエゴ校物理学科のマックス・ケード・フェローとして、ジョージ・フェーハーとともに光合成におけるEPRとENDORについて研究しました。1989年、シュトゥットガルト大学の実験物理学の准教授になりました。 1991年にベルリンに戻り、ベルリン工科大学マックス・フォルマー研究所の物理化学の教授および学科長に就任。2000年までベルリンに滞在し、その後マックス・プランク協会の学術会員となり、ドイツのノルトライン=ヴェストファーレン州ミュルハイム・アン・デア・ルールにあるマックス・プランク放射線化学研究所(2003年にマックス・プランク生物無機化学研究所に改名、2012年にマックス・プランク化学エネルギー変換研究所に改称)の所長となった。同年、デュッセルドルフのハインリヒ・ハイネ大学の名誉教授に就任。2004年から2012年までマックス・プランク研究所のマネージング・ディレクターを務め、現在はマックス・プランク化学エネルギー変換研究所の名誉所長である。[8] 2004年以来、リンダウ・ノーベル賞受賞者会議の評議会メンバーを務め、2015年からは副会長を務めている。[9]
研究
彼の研究は、光合成の基本過程と金属タンパク質の触媒金属中心に焦点を当てています。彼はEPR分光法と量子化学計算の応用の専門家です。彼の出版物は500を超え、25,000回以上引用されています。[10]
EPR分光法
彼のキャリアを通じて、EPR は化学および生化学におけるラジカル、ラジカル対、三重項状態、金属中心に関する情報を得るための生物物理学的手法として重要な役割を果たしてきました。[1] [11] [5]特に、電子スピンと核スピンの間の電子核超微細結合を解明できる手法に重点が置かれてきました。より確立された手法である電子スピンエコー変調(ESEEM) および電子核二重共鳴(ENDOR) に加えて、彼のグループは、電子電子二重共鳴 (ELDOR) 検出NMR (EDNMR) をさまざまな mw 周波数でさらに開発し、使用しました。[12] [13] [14]これらの手法は、彼と彼のグループによって、細菌の光合成反応中心、そのドナー-アクセプターモデル複合体、光化学系 I、光化学系 II、[1] [5]およびさまざまなヒドロゲナーゼの広範な研究に使用されました。[11] [4]
酸素発生複合体
初期のキャリアでは、細菌の光合成反応中心と酸素発生型光化学系Iおよび光化学系II [1]が主な研究対象でした。彼と彼のグループは、一次電子移動鎖の光誘起クロロフィル供与体[2]とキノン受容体ラジカルイオン[3]を研究しました。その後、彼の研究は、高度な多周波パルスEPR、ENDOR 、およびEDNMR技術を使用して、光化学系IIの水分解サイクル(S状態)に焦点を当てました。彼のグループは、 Mn 4 Ca 1 O x触媒クラスターのフラッシュ生成、凍結トラップ常磁性状態S 0、S 2およびS 3(S 1は反磁性、S 4は過渡状態)を検出し、特性評価することができました。量子化学計算に裏付けられた慎重なスペクトル分析により、すべてのMnイオンのサイト酸化およびスピン状態、および触媒サイクルのすべての中間体のスピン結合を検出できました。[15] [16] [17] EDNMRなどの高度なパルスEPR技術を使用したさらなる研究により、水の結合に関する情報[18]と、サイクルの最終状態での効率的なOO結合形成の提案が得られました。[15] [6]
[NiFe]-および[FeFe]-ヒドロゲナーゼ
[NiFe]-ヒドロゲナーゼについては、磁気テンソルを測定し、量子化学計算と関連付ける広範な研究が行われました。 [11] [4]彼の研究を通じて、[NiFe]-ヒドロゲナーゼの活性化経路と触媒サイクルにおけるすべての中間体の構造が得られました。この研究の過程で、[NiFe]-ヒドロゲナーゼの0.89オングストロームの解像度のX線結晶構造解析モデルが完成しました。[19]
同様の研究が [FeFe]-ヒドロゲナーゼについても行われている。[4]彼の研究の重要な貢献は、[FeFe]-ヒドロゲナーゼ活性部位のジチオール架橋におけるアザプロパンジチオラート配位子(ADT配位子)のEPR分光法による証拠[20]と、単結晶EPRを使用したgテンソルの大きさと方向の決定であった。[21] ADT配位子は後に、[FeFe]-ヒドロゲナーゼの人工成熟によって確認された。[22]人工成熟を使用すると、大腸菌の変異誘発を使用して補因子(アポタンパク質)なしでタンパク質を生成し、合成的に作成された活性部位を挿入することができ、[22] [23] [24]ヒドロゲナーゼ研究に新たな展望が開かれた。[25]
受賞と表彰
- オットー・クルング・プレイス・ファー・ケミー、FU ベルリン (1978)
- マックス・ケイド・フェローシップ、ニューヨーク(1983)
- 国際ザヴォイスキー賞、ロシア・タタールスタン科学アカデミー、ロシア、カザン(2002年)
- ブルカー賞、英国王立化学協会、ESRグループ(2003)
- 英国王立化学協会フェロー(2004年)
- 国際EPR協会金メダル(2005年)
- 名誉博士号 スウェーデン、ウプサラ大学(2008年)
- ISMAR(国際磁気共鳴学会)フェロー(2010)
- タタールスタン共和国科学アカデミー外国人会員(2012年)
- 名誉博士号、マルセイユ大学、フランス (2014)
- Robert Bunsen Vorlesung、物理化学 eV ドイツブンゼン研究機構 (2017)
- 国際EPR協会フェロー(2017年)
参考文献
- ^ abcd Lubitz, Wolfgang; Lendzian, Friedhelm; Bittl , Robert (2002). 「光合成におけるラジカル、ラジカル対、三重項状態」。化学研究報告。35 (5): 313–320。doi : 10.1021/ar000084g。ISSN 0001-4842。PMID 12020169 。
- ^ ab レンジアン、F.;ヒューバー、M.アイザックソン、RA;エンデワード、B.プラトン、M.ベーニク、B.メビウス、K.ルビッツ、W. Feher、G. (1993)。 「Rhodobacter sphaeroides R-26 の主要ドナーカチオンラジカルの電子構造: 反応中心の単結晶における ENDOR および TRIPLE 共鳴研究」。Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - 生体エネルギー学。1183 (1): 139–160。土井:10.1016/0005-2728(93)90013-6。ISSN 0005-2728。
- ^ ab Lubitz, W.; Feher, G. (1999). 「細菌光合成における一次および二次受容体 III. EPR および ENDOR によるキノンラジカル Q A − ⋅および Q B − ⋅の特性評価」.応用磁気共鳴. 17 (1): 1–48. doi :10.1007/BF03162067. ISSN 0937-9347. S2CID 95064414.
- ^ abcd Lubitz, W.; Ogata, H.; Rüdiger, O.; Reijerse, EJ (2014). 「ヒドロゲナーゼ」.化学レビュー. 114 (8): 4081–4148. doi :10.1021/cr4005814. PMID 24655035.
- ^ abc Cox, N.; Pantazis, DA; Neese, F.; Lubitz, W. (2013). 「生物学的水の酸化」. Accounts of Chemical Research . 46 (7): 1588–1596. doi :10.1021/ar3003249. PMID 23506074.
- ^ ab Lubitz, Wolfgang; Chrysina, Maria; Cox, Nicholas (2019). 「光合成系IIにおける水の酸化」.光合成研究. 142 (1): 105–125. Bibcode :2019PhoRe.142..105L. doi :10.1007/s11120-019-00648-3. ISSN 0166-8595. PMC 6763417. PMID 31187340 .
- ^ 「Wolfgang Lubitz Festschrift Special Issue」。Journal of Physical Chemistry B Volume 119, Issue 43 (2015)。ACS Publications 。 2019年12月5日閲覧。
- ^ 「Wolfgang Lubitz (Emeriti)」。マックス・プランク化学エネルギー変換研究所。オープン・パブリッシング。 2019年7月17日閲覧。
- ^ 「Wolfgang Lubitz」。リンダウ・ノーベル賞受賞者会議。オープン・パブリッシング。 2019年7月17日閲覧。
- ^ 「Wolfgang Lubitz (Google Scholar)」。Google Scholar。Open Publishing 。 2019年12月5日閲覧。
- ^ abc Lubitz, Wolfgang; Reijerse, Eduard; van Gastel, Maurice (2007). 「高度な磁気共鳴技術による [NiFe] および [FeFe] ヒドロゲナーゼの研究」. Chemical Reviews . 107 (10): 4331–4365. doi :10.1021/cr050186q. ISSN 0009-2665. PMID 17845059.
- ^ Cox, N.; Lubitz, W.; Savitsky, A. (2013). 「遷移金属–配位子相互作用の特性評価のための多用途技術としてのWバンドELDOR検出NMR(EDNMR)分光法」分子物理学. 111 (18–19): 2788–2808. Bibcode :2013MolPh.111.2788C. doi :10.1080/00268976.2013.830783. ISSN 0026-8976. S2CID 97147588.
- ^ Nalepa, A.; Möbius, K.; Lubitz, W.; Savitsky, A. (2014). 「高磁場 ELDOR 検出 NMR による無秩序固体中のニトロキシドラジカルの研究: スピン標識システムにおける微小環境の不均一性の特性評価に向けて」。Journal of Magnetic Resonance。242 : 203–213。Bibcode :2014JMagR.242..203N。doi : 10.1016 /j.jmr.2014.02.026。ISSN 1090-7807。PMID 24685717 。
- ^ Cox, N.; Nalepa, A.; Pandelia, M.-E.; Lubitz, W.; Savitsky, A. (2015). 「金属生体分子の研究のためのパルス二重共鳴 EPR 技術」。スピンラベル、スピンプローブ、および固有金属イオンを使用した生物システムの電子常磁性共鳴研究、パート A。酵素学の方法。第 563 巻。pp . 211–249。doi :10.1016/ bs.mie.2015.08.016。ISBN 9780128028346. ISSN 0076-6879. PMID 26478487.
- ^ ab Cox, N.; Retegan, M.; Neese, F.; Pantazis, DA; Boussac, A.; Lubitz, W. (2014). 「OO結合形成前の光化学系IIにおける酸素発生複合体の電子構造」. Science . 345 (6198): 804–808. Bibcode :2014Sci...345..804C. doi :10.1126/science.1254910. ISSN 0036-8075. PMID 25124437. S2CID 13503746.
- ^ Krewald, V.; Retegan, M.; Cox, N.; Messinger, J.; Lubitz, W.; DeBeer, S.; Neese, F.; Pantazis, DA (2015). 「生物学的水分解における金属の酸化状態」.化学科学. 6 (3): 1676–1695. doi : 10.1039/C4SC03720K . ISSN 2041-6520. PMC 5639794. PMID 29308133 .
- ^ Krewald, V.; Retegan, M.; Neese, F.; Lubitz, W.; Pantazis, DA; Cox, N. (2016). 「自然の水分解触媒の構造進化のマーカーとしてのスピン状態」.無機化学. 55 (2): 488–501. doi :10.1021/acs.inorgchem.5b02578. hdl : 1885/230998 . ISSN 0020-1669. PMID 26700960.
- ^ Rapatskiy, Leonid; Cox, Nicholas; Savitsky, Anton; Ames, William M.; Sander, Julia; Nowaczyk, Marc. M.; Rögner, Matthias; Boussac, Alain; Neese, Frank; Messinger, Johannes; Lubitz, Wolfgang (2012). 「W バンド 17O 電子-電子二重共鳴検出 NMR 分光法による光化学系 II の酸素発生複合体の水結合部位の検出」。 アメリカ化学会誌。134 (40): 16619–16634。doi : 10.1021 /ja3053267。ISSN 0002-7863。PMID 22937979 。
- ^ Ogata, H.; Nishikawa, K.; Lubitz, W. (2015). 「[NiFe] ヒドロゲナーゼにおけるサブ原子分解能タンパク質結晶構造解析による水素の検出」Nature . 520 (7548): 571–574. Bibcode :2015Natur.520..571O. doi :10.1038/nature14110. ISSN 0028-0836. PMID 25624102. S2CID 4464257.
- ^ Silakov, A.; Wenk, B.; Reijerse, EJ; Lubitz, W. (2009). 「[FeFe]ヒドロゲナーゼのHクラスターの14 N HYSCORE調査:ジチオール架橋における窒素の証拠」.物理化学化学物理学. 11 (31): 6592–9. Bibcode :2009PCCP...11.6592S. doi :10.1039/b905841a. ISSN 1463-9076. PMID 19639134.
- ^ Sidabras, Jason W.; Duan, Jifu; Winkler, Martin; Happe, Thomas; Hussein, Rana; Zouni, Athina; Suter, Dieter; Schnegg, Alexander; Lubitz, Wolfgang; Reijerse, Edward J. (2019). 「自己共鳴マイクロヘリックスを用いたナノリットル容量のタンパク質単結晶への電子常磁性共鳴の拡張」. Science Advances . 5 (10): eaay1394. Bibcode :2019SciA....5.1394S. doi : 10.1126/sciadv.aay1394 . ISSN 2375-2548. PMC 6777973. PMID 31620561 .
- ^ ab ベルグレン、G.アダムスカ、A.ランバーツ、C.テスラ州シモンズ。エッセルボルン、J.アッタ、M.ガンバレリ、S.ムエスカ、J.-M.ライジェルス、E.ルビッツ、W.ハッペ、T.アルテロ、V.フォンテカーヴ、M. (2013)。 「[FeFe]-ヒドロゲナーゼの生体模倣アセンブリと活性化」。自然。499 (7456): 66–69。Bibcode :2013Natur.499...66B。土井:10.1038/nature12239. ISSN 0028-0836。PMC 3793303。PMID 23803769。
- ^ エッセルボルン、J.;ランバーツ、C.アダムスカ・ヴェンカテシュ、A.シモンズ、T.バーググレン、G.ノース、J.シーベル、J.ヘムシェマイヤー、A.アルテロ、V.ライジェルセ、EJ。フォンテケイブ、M.ルビッツ、W.ハッペ、T. (2013)。 「無機[2Fe]活性部位模倣体による[FeFe]-ヒドロゲナーゼの自発的活性化」。自然のケミカルバイオロジー。9 (10): 607–609。土井:10.1038/nchembio.1311。ISSN 1552-4450。PMC 3795299。PMID 23934246。
- ^ Siebel, Judith F.; Adamska-Venkatesh, Agnieszka; Weber, Katharina; Rumpel, Sigrun; Reijerse, Edward; Lubitz, Wolfgang (2015). 「活性部位が改変されたハイブリッド [FeFe]-ヒドロゲナーゼは顕著な残留酵素活性を示す」.生化学. 54 (7): 1474–1483. doi :10.1021/bi501391d. ISSN 0006-2960. PMID 25633077.
- ^ Birrell, James A.; Rüdiger, Olaf; Reijerse, Edward J.; Lubitz, Wolfgang (2017). 「半合成ヒドロゲナーゼが生物エネルギー研究を新たな時代へ推進」Joule . 1 (1): 61–76. doi : 10.1016/j.joule.2017.07.009 . ISSN 2542-4351.
