Frances H. Arnold

Frances H. Arnold (2012)

Frances Hamilton Arnold (született július 25-, 1956-os a Pittsburgh , Pennsylvania ) amerikai biokémikus, vegyészmérnök. Ő professzor Vegyészmérnöki , Biokémiai és Biomérnöki a California Institute of Technology (Caltech) és tartja a Dick és Barbara Dickinson Professzori . Úttörőnek számít a kémia irányított evolúciójának területén. 2018-ban elért eredményeiért kémiai Nobel-díjat kapott . Joe Biden amerikai elnök alatt ő és Maria T. Zuber lesz az elnök tudományos és technológiai tanácsadói tanácsának elnöke .

Élet

Arnold nőtt fel egy külvárosában Pittsburgh , Pennsylvania , mint a lánya nukleáris mérnök William Howard Arnold . William Howard Arnold tábornok unokája . Fiatalkorában tiltakozott a vietnami háború ellen, lázadásba költözött Washington DC-be a szülei otthona ellen, ahol maga finanszírozta a középiskolát azzal, hogy jazzklubban szolgálta fel a pincéreket és vezetőfülkéket vezetett, valamint Dél-Amerikában járt napenergián. energia projekt. Diplomáját származó Princeton University egy főiskolai diplomát repülőmérnök és gépészeti az 1979-es és a PhD vegyészmérnök a University of California, Berkeley , a 1985 . Her értekezés hívták tervezése és skála-up affinitás elválasztási . 1986-tól a Caltechnél volt.

növény

Az úttörőként ismert az irányított evolúciós módszerek alkalmazásában olyan új fehérjék kifejlesztésében, mint például az orvostudomány, a biokatalízis és a bioüzemanyagok . A hibákat ( mutációkat ) tartalmazó DNS megismétlődik, és a legígéretesebb eredményeket beépítik a mikrobákba a megfelelő fehérjék genetikai előállításához. Első kísérletét 1996-ban vállalta egy baktériumokban természetesen előforduló enzim ( szubtilizin E) optimalizálására vizes környezet helyett szerves anyagként. Több mint 30 amerikai szabadalommal rendelkezik (2011), és számos biotechnológiai és gyógyszergyártó cégnek, például a Merck Sharp & Dohme- nak tanácsot adott a Januvia cukorbetegség gyógyszer fejlesztésében .

Olyan anyagokat fejlesztett ki, amelyek neurotranszmitterekké válnak, és továbbfejlesztett képalkotó módszereket ígérnek az agy feltárására, ahol a funkcionális mágneses rezonancia képalkotás eddig elsősorban a vér oxigéntartalmán alapult.

A szén-szilícium kötések enzimatikus képződését csoportja is leírta. Hasonlóképpen, az enzimatikus reprezentáció egy nagyon szelektív módszere volt a ciklopropán - prekurzor a tikagrelor szintézisében .

2005-ben társalapítója volt a Gevo Inc.-nek, amely módszereket fejleszt ki a bioüzemanyagok előállítására. Olyan enzimet fejlesztett ki, amely anaerob körülmények között működik, és ezzel magas szellőztetési költségeket takarít meg. Olyan enzimeken dolgozik, amelyek cukor helyett cellulózból nyerik ki a bioüzemanyagot.

Személyes

Három fia van. 2005-ben mellrákot kapott és megműtötték. Hobbija a búvárkodás, a túrázás, a kerékpározás és az utazás.

kitüntetések és kitüntetések

• Garvan-Olin-érem az American Chemical Society-től (2005)
• FASEB Tudományos Kiválóság Díj (2007)
• Charles Stark Draper-díj (2011), Willem Stemmerrel együtt
• Nemzeti Technológiai és Innovációs Érem (2011)
• Emanuel Merck előadás a TU Darmstadtban (2013)
• Millenniumi Technológiai Díj (2016)
• Raymond és Beverly Sackler-díj a konvergencia kutatásban a Nemzeti Tudományos Akadémián (2017)
• Kémiai Nobel-díj (2018)
• Bower-díj és díj a tudomány terén elért eredményekért (2019)

Tagságok

• Nemzeti Műszaki Akadémia (2000)
• Amerikai Szövetség a Tudomány Fejlesztéséért (2000)
• Az USA Nemzeti Akadémiáinak Orvostudományi Intézete (2004)
• Nemzeti Tudományos Akadémia (2008)
• Amerikai Művészeti és Tudományos Akadémia (2011)
• Amerikai Filozófiai Társaság (2018)
• Pápai Tudományos Akadémia (2019)
• Királyi Társaság (2020, külső tag)

Betűtípusok

• KQ Chennel: Enzimfejlesztés nem vizes oldószerekhez: véletlenszerű mutagenezis a szubtilizin E aktivitásának fokozására poláris szerves közegben. Biotechnology (NY), 9. kötet, 1991, 1073-1077.
• K. Chennel: Egy enzim aktivitásának megszokása szokatlan környezetekben: a szubtilizin E szekvenciális véletlenszerű mutagenezise a dimetil-formamidban történő katalízishez. Proc Natl Acad Sci USA, 90. kötet, 1993, 5618-5622.
• Mérnöki fehérjék szokatlan környezetekhez. FASEB J., 7. kötet, 1993, 744-749.
• K. Miyazakival: Nem természetes evolúciós utak feltárása telítettségi mutagenezissel: a fehérje működésének gyors javulása. J. Mol. Evol., 49. kötet, 1996, 716-720.
• Irányított evolúció: Biokatalizátorok létrehozása a jövő számára. In: Vegyészmérnöki tudomány. 51. évfolyam, 1996, 5091-5102. O., Doi: 10.1016 / S0009-2509 (96) 00288-6 .
• JC Moore, HM Jin, O. Kuchner: Stratégiák a fehérje funkció in vitro evolúciójához: Enzim evolúció a javított szekvenciák véletlenszerű rekombinációjával. In: Journal of Molecular Biology . 272. évfolyam, 1997, 336-347. Oldal, pdf .
• H. Zhao-val: Funkcionális és nem funkcionális mutációk, amelyeket homológ gének véletlenszerű rekombinációja különböztet meg, Proc Natl Acad Sci. USA, 94. kötet, 1997, 7997-8000.
• H. Zhaóval: A DNS-keverés optimalizálása a nagy pontosságú rekombináció érdekében. Nucleic Acids Res., 25. kötet, 1997, 1307-1308.
• H. Zhao-val, L. Giver, Z. Shao, JA Affholter: Molekuláris evolúció szakaszos kiterjesztési eljárással (StEP) in vitro rekombinációval. Nat Biotechnology, Vol. 16., 1998, 258-261.
• L. You-vel: A szubtilizin E irányított evolúciója a Bacillus subtilis- ban az összaktivitás fokozása érdekében vizes dimetil-formamidban, Protein Eng., Volume 1996, 1994, 77-83.
• JC Moore-val: para-nitro-benzil-észteráz irányított evolúciója vizes-szerves oldószerekhez. Nature Biotechnology, 14. évf., 1996, 458-467.
• Z. Shao, H. Zhao, L. Giver: Random-priming in vitro rekombináció: hatékony eszköz az irányított evolúcióhoz. Nucleic Acids Res., Vol. 26, 1998, 681-683.
• L. Giver, A. Gershenson, PO Freskgard: Egy hőstabil észteráz irányított evolúciója. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 95. kötet, 1998, 12809-12813.
• Tervezés: Directed Evolution. In: Kémiai kutatások beszámolói . 1998. 31. évfolyam, 125-131. Oldal, pdf
• HM Zhao-val: Az irányított evolúció az E szubtilizint a termitáz funkcionális ekvivalensévé takarja. Protein Eng., 1999. 12. kötet, 47–53.
• K. Miyazakival: Nem természetes evolúciós utak feltárása telítettségi mutagenezissel: a fehérje működésének gyors javulása. J. Mol. Evol., 49. kötet, 1999, 716-720.
• V. Sieberrel, CA Martinez: Hibrid fehérjék könyvtárai távoli rokonságban lévő szekvenciákból. Nature Biotechnology, 2001. 19. kötet, 456–460.
• CA Voigt, C. Martinez, ZG Wang, SL Mayo: Rekombinációval konzervált fehérje építőelemek. Természetszerkezet. Biology, 9. évf., 2002, 553-558.
• Phillip A. Romeróval: A fehérje fitnesz tájainak feltárása irányított evolúció útján. In: Nature Reviews Molecular Cell Biology . 2009. évfolyam, 10. évfolyam, 866-876. O., Doi: 10.1038 / nrm2805 .
• A kémiai innováció jellege: új enzimek evolúció útján. The Quarterly Review of Biology, 48. évfolyam, 2015, 404–410.
• Irányított evolúció: új kémia életre keltése. Angew. Chem. Int. Ed., 57. évfolyam, 2018, 4143-4148.

web Linkek

• Weboldal a Caltechnél
• Arnold Group a Caltechnél
• Életrajz a Draper-díjnál
• Portré a Bloomberg üzleti héten
• Portré Los Angeles Times, 2011. július 3
• Google Scholar: Arnold profilja

Egyéni bizonyíték

1. ↑ https://buildbackbetter.gov/speeches/remarks-announcing-key-science-advisors-as-prepared-for-delivery-by-president-elect-joe-biden-in-wilmington-delaware/
2. ↑ Te, Arnold: A szubtilizin E irányított evolúciója a Bacillus Subtilis-ben a dimetil-formamid katalíziséhez. In: Protein Engineering. 9. évfolyam, 1996, 77–83.
3. ↑ Kan SB, Lewis RD, Chen K, Arnold FH: A citokróm c irányított evolúciója a szén-szilícium kötés kialakulásához: A szilícium életre keltése. , Tudomány. 2016. november 25.; 354 ​​(6315): 1048-1051, PMID 27885032
4. ↑ Hernandez KE, Renata H, Lewis RD, Jennifer Kan SB, Zhang C, Forte J, Rozzell D, McIntosh JA, Arnold FH: A legfontosabb ciklopropán közbeiktatott erősen sztereoszelektív biokatalitikus szintézise a Ticagrelorhoz. , ACS Catal. 2016. november 4.; 6 (11): 7810-7813, PMID 28286694
5. ^ MIT Technológiai Szemle, 2013 .