Earl Wilbur Sutherland Jr. - Earl Wilbur Sutherland Jr.

Earl Wilbur Sutherland Jr.
Earl Wilbur Sutherland Jr.jpg
Född ( 1915-11-19 ) 19 november 1915
Burlingame, Kansas , USA
Dog 9 mars 1974 (1974-03-09) (58 år)
Miami, Florida , USA
Nationalitet Amerikansk
Alma mater Washington University i St. Louis ( MD )
Washburn University ( BS )
Känd för Epinefrin , cyklisk AMP
Utmärkelser Gairdner Foundation International Award (1969)
Albert Lasker Award for Basic Medical Research (1970)
Dickson Prize (1971)
Nobelpris i fysiologi eller medicin (1971)
National Medal of Science (1973)
Vetenskaplig karriär
Fält Biokemi
Institutioner Vanderbilt University , Case Western Reserve University , Washington University School of Medicine
Doktorander Ferid Murad
Påverkan Carl Cori , Gerty Cori

Earl Wilbur Sutherland Jr. (19 november 1915 - 9 mars 1974) var en amerikansk farmakolog och biokemiker född i Burlingame, Kansas . Sutherland vann Nobelpriset i fysiologi eller medicin 1971 "för sina upptäckter rörande mekanismerna för hormonernas verkan", särskilt epinefrin , via andra budbärare , nämligen cykliskt adenosinmonofosfat eller cykliskt AMP.

Tidigt liv

Sutherland föddes den 19 november 1915 i Burlingame , Kansas . Den näst yngsta av sex barn uppfostrades av sin mor, Edith M. Hartshorn, och hans far, Earl W.Sutherland. Även om hans far, som ursprungligen var från Wisconsin , hade gått på Grinnell College i två år, ledde han slutligen en agrar livsstil som tog honom till både New Mexico och Oklahoma innan han bosatte sig i Burlingame för att höja en familj. Edith, en infödd i Missouri , hade en utbildning i omvårdnad vid det som kallades "damskolan". För att försörja familjen drev Sutherlands far en torrvaruaffär där han gav vart och ett av sina barn jobb. Sutherland började fiska vid fem års ålder, och detta blev ett tidsfördriv som han tyckte om större delen av sitt liv. Som gymnasieelever spelade och utmärkte Sutherland i flera sporter, inklusive tennis , basket och fotboll .

Utbildning

År 1933, vid 17 års ålder, registrerade Sutherland sig i Washburn College , en skola i Topeka , Kansas och började sträva efter en kandidatexamen . För att betala för undervisningen arbetade han under sina grundutbildningsår som medicinsk personalassistent på ett lokalt sjukhus. Sutherland tog examen 1937, vid 21 års ålder. Han antogs sedan till Washington University School of Medicine i St. Louis, Missouri , där han utvecklade en stark mentorskap med Carl Ferdinand Cori . 1942 tog Sutherland examen med doktor i medicin .

Yrkeserfarenhet och forskning

1940, medan han studerade vid Washington University School of Medicine, fick Sutherland sitt första möte med forskning som assistent inom farmakologi i Carl Ferdinand Coris laboratorium, som vann Nobelpriset i fysiologi eller medicin 1947 för sin upptäckt av mekanismen. av glykogenmetabolism . Under Coris ledning genomförde Sutherland forskning om effekterna av hormonerna adrenalin och glukagon på nedbrytningen av glykogen till glukos. 1942 arbetade han som praktikant vid Washington Universitys Barnes Hospital.

Efter att ha fått sin medicinska examen från Washington University 1942 tjänade Sutherland som arméläkare under andra världskriget . Han återvände till Washington University 1945, där han fortsatte att forska i Coris laboratorium. Sutherland ackrediterar sitt beslut att bedriva en forskarkarriär, i motsats till att gå in i medicinska yrket, till sin mentor Cori.

Sutherland hade olika undervisningstitlar under sin tid vid Washington University School of Medicine, inklusive instruktör i farmakologi (1945–46), instruktör i biokemi (1946–50), biträdande professor i biokemi (1950–52) och docent i biokemi (1952–53).

1953 flyttade Sutherland till Cleveland , Ohio för en position som professor i farmakologi och ordförande för avdelningen för farmakologi vid medicinska skolan vid Case Western Reserve University (tidigare Western Reserve University). Där samarbetade han med Theodore W. Rall, också professor i farmakologi, som skulle bli en livslång forskningspartner. Tillsammans genomförde de ytterligare forskning om mekanismen för hormonverkan på molekylär nivå. Under sina tio år vid Case Western Reserve University gjorde Sutherland flera banbrytande upptäckter som ledde till identifiering av cykliskt adenosinmonofosfat , eller cykliskt AMP, och dess roll som sekundär budbärare .

1963 blev Sutherland professor i anatomi vid Vanderbilt University School of Medicine i Nashville , Tennessee . Hans ställning gjorde det möjligt för honom att ägna mer tid åt sin forskning. Han fortsatte sitt arbete med cyklisk AMP och fick ekonomiskt stöd från Career Investigatorship som han fick av American Heart Association 1967. Han behöll sin undervisningstitel vid Vanderbilt University fram till 1973.

Upptäckt av cyklisk AMP

När du arbetar i Cori laboratorium, Sutherland, med hjälp av sina medarbetare, gjort flera upptäckter rörande mekanismen för glykogenmetabolism att år senare, ledde honom till hans upptäckt av den biologiska aktiviteten av cykliskt AMP. Coris laboratorium hade tidigare etablerat den grundläggande mekanismen för glykogenmetabolism, för vilken de tilldelades Nobelpriset i fysiologi eller medicin . Sutherland hjälpte till att identifiera vikten av leverfosforylas (LP) i processen med glykogenolys . Av de tre grundläggande enzymerna som är involverade i glykogenolys fann han att LP var hastighetsbegränsande, vilket innebär att utvecklingen av glykogenmetabolismen är beroende av detta enzym. LP skulle bli föremål för hans forskning under de närmaste åren, och det var genom experiment på LP och hormoninteraktion som hans mest kända upptäckt gjordes.

Efter att ha identifierat betydelsen av LP flyttade Sutherland sina forskningsinsatser till Western Reserve University. Där arbetade han i samarbete med Ted Rall, Walter D Wosilait och Jacques Berthet för att publicera en serie papper i Journal of Biological Chemistry med titeln "The Relationship of Epinefrine and Glucagon to Liver Phosphorylase", i fyra delar. Dessa fyra dokument dokumenterar rening av LP och analys av flera av dess egenskaper. Först bestämdes det att den enzymatiska aktiviteten hos LP beror på tillsatsen eller avlägsnandet av en fosfatgrupp , en process som kallas fosforylering . I ett senare experiment visade de att mer fosfat tas upp i leverskivor när adrenalin och glukagon tillsätts, vilket tyder på att dessa hormoner främjar fosforyleringen av LP, vilket aktiverar enzymet. Resultaten från ett senare papper i serien föreslog att denna fosforylering och aktivering av LP var ett resultat av fosforlyaskinas . Denna serie undersökte också inaktivering av leverfosforylas och karakteriserade ett enzym som de ursprungligen kallade LP-inaktiverande enzym, som fungerar genom att klyva fosfatgruppen. Detta enzym döptes senare om till leverfosforylasfosfatas. Dessa dokument karakteriserade också LP i termer av molekylvikt och andra faktorer. Under sin analys fann de det oväntade resultatet att LP-aktivering ökade med tillsatsen av 5-AMP, vilket är en föregångare till cAMP; detta var dock inte känt vid den tiden.

Det fjärde papperet som publicerades i denna serie, med titeln "Relationen mellan epinefrin och glukagon till leverfosforylas: IV-effekt av adrenalin och glukagon på reaktivering av fosforylas i leverhomogenat", kom ut 1956 och var den mest inflytelserika och banbrytande av de som släpptes . I detta dokument fortsatte Sutherland och medarbetare sin undersökning av adrenalin och glukagon. Nyckeln till framgången för detta experiment var att använda ett homogenat av leverceller snarare än intakta leverceller, som de hade gjort i sina tidigare experiment. Det allmänna samförståndet bland forskare vid den tiden var att studier av hormoner endast var möjliga med intakta celler; detta var den första instansen att en hormonväg studerades med hjälp av ett cellhomogenat. Sutherland och hans medförfattare kunde observera liknande effekter i leverhomogenat som det som observerades i hela leverskivor. Ännu viktigare, de kunde observera detta svar i två steg. Detta stegsvar kännetecknades av den partikelformiga fraktionen som producerade en okänd värmestabil faktor i närvaro av hormonerna adrenalin och glukagon. Denna faktor stimulerar sedan bildandet av leverfosforylas i en bråkdel av homogenatet där hormonerna inte finns. Denna okända värmestabila faktor, som producerades i närvaro av hormoner och slutligen ledde till sekundärbildning av leverfosforylas, benämndes senare cyklisk AMP.

Även om upptäckten av cyklisk AMP och tanken på andra budbärare var av stor betydelse för läkemedelsvärlden uppnåddes Sutherlands resultat faktiskt genom ansträngande försök och fel. Först och främst var Sutherland och Ted Rall övertygade om att ett sackaroshomogenat av leverceller var absolut nödvändigt för att hålla deras celler friska och sprida sig. Denna slutsats gjordes av Rall från hans erfarenhet av att studera mitokondrier , som svarade bra på dessa sackaroshomogenat; det hade dock ingenting att göra med det som studerades vid den tiden. Det visade sig att denna sackaros inte var nödvändig för homogenatet och när de väl satt upp experimentet utan sackaros kunde de se mer effektiva resultat. För det andra trodde Sutherland inledningsvis att det fanns något viktigt med den intakta cellen, och att störning av dess struktur inte skulle ge någon hormonell effekt. Men efter en del debatt hade Rall övertygat Sutherland att använda leverhomogenat. När de väl hade bevittnat nästan en fördubbling av hastigheten för LP-aktivering visste de att denna tro på att hålla celler intakta var avgörande för att studera effekterna av hormoner inte nödvändigtvis var sant, åtminstone i det här fallet. Slutligen hade Sutherland beslutat att ignorera Jacques Berthets begäran att genomföra samma experiment med hjälp av korrekt labteknik, särskilt Lehninger Hard Pour, där supernatantmaterialet dekanterades genom att hälla vätskan i ett annat provrör när partikelfraktionen nådde toppen av originalet rör. Berthet krävde inte bara att detta steg i proceduren skulle göras genom noggrann aspiration, han kritiserade också bristen på specificitet under centrifugering med avseende på upphängningshöjd, varvtal och tid. Sutherlands och hans medarbetares vilja att ändra sina experimentella förfaranden och felaktiga antaganden gjorde det möjligt för dem att göra de upptäckter som de gjorde.

Privatliv

Sutherland gifte sig med Mildred Rice 1937, samma år som han tog examen från Washburn College . 1944, under andra världskriget , kallades Sutherland till tjänst som bataljonskirurg under general George S. Patton och skickades senare till Tyskland , där han tjänstgjorde som personalläkare på ett militärsjukhus fram till 1945. Han hade två söner och en dotter med Mildred Rice.

1962 skilde sig Sutherland från sin första fru. Ett år senare, när han blev professor i fysiologi vid Vanderbilt University , gifte sig Sutherland med Dr. Claudia Sebeste Smith, assistentdekan vid universitetet och de var tillsammans resten av Sutherlands liv.

Utmärkelser och prestationer

1952 tilldelades Sutherland Banting Memorial Lectureship och 1953 valdes han till ordförande för Case Western Reserve University Department of Pharmacology i Cleveland, Ohio. Han tilldelades Karriärutredare-positionen vid American Heart Association 1967 och valdes till medlem av National Academy of Sciences 1973.

Sutherland var också medlem i olika vetenskapliga samhällen som inkluderade American Society of Biological Chemists, American Chemical Society , American Society for Pharmacology and Experimental Therapeutics , American Association for the Advancement of Science och Sigma Xi . Från 1951 till 1956 var Sutherland medlem av redaktionen för Biochemical Preparations Journal. Redaktionen för Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics söks är uppmärksamhet från 1957 till 1958.

Efter Sutherlands död 1974 grundade Miller School of Medicine Sutherland Memorial Lecture. 1976 skapade Vanderbilt University Sutherland-priset som årligen delas ut till en fakultetsmedlem vars arbete har fått dem nationellt, om inte internationellt, hyllning och respekt. Mottagarna tilldelas $ 5 000, och deras namn är graverade på en silverskål. Vanderbilt hedrade Sutherland 1997 genom att starta en Sutherland-föreläsning, och igen 2001 i skapandet av Sutherlands ordförande för farmakologi. Heidi E. Hamm, en medlem av Vanderbilt-fakulteten, utnämndes till denna befattning vid upprättandet och behåller fortfarande denna titel.

Senare i livet

1973, efter att ha tillbringat 10 år vid Vanderbilt University , flyttade Sutherland till Miami, Florida där han gick med i fakulteten vid Leonard M. Miller School of Medicine som en framstående professor i biokemi. Han fortsatte att vara inblandad i ny forskning om adenosinmonofosfat och guanosinmonofosfat , medförfattare till fyra artiklar endast 1973.

Den 9 mars 1974, Sutherland dog av inre blödningar på grund av kirurgiska komplikationer efter att ha lidit en massiv matstrupen blödning . Han var 58 år gammal.

Referenser

externa länkar