Войти
Юлиус Ребек Джулиус Ребек-младший (родился 11 апреля 1944) является венгерский -born американский химик, специалист по молекулярной самосборки.
Ребек родился в Берегсасе (Берегово), Украина, которая в то время была частью Венгрии, в 1944 году и жил в Австрии с 1945 по 1949 год. В 1949 году он и его семья иммигрировали в Соединенные Штаты и поселились в Топеке, штат Канзас, где он окончил среднюю школу Highland Park. Rebek окончил Университет штата Канзас с бакалавра искусств степени в области химии. Ребек получил степень магистра гуманитарных наук и докторскую степень. получил степень доктора органической химии в Массачусетском технологическом институте в 1970 году. Там он изучал пептиды под руководством Д.С. Кемпа.
Rebek был ассистентом профессора в Университете Калифорнии в Лос - Анджелесе с 1970 по 1976 г. Там он разработал тест три фазы для реактивных промежуточных. В 1976 году он переехал в Питтсбургский университет, где разработал структуры, похожие на трещины, для исследований в области молекулярного распознавания. В 1989 году он вернулся в MIT, где он стал Камиль Дрейфуса профессором химии и придуманной синтетические, самовоспроизводящиеся молекулы. В июле 1996 года он перевел свою исследовательскую группу в Исследовательский институт Скриппса, чтобы стать директором Института химической биологии Скэггса, где он продолжает работать над системами молекулярного распознавания и самосборки.
Ребек - член Национальной академии наук.
Независимое исследование Ребека началось в 1970-х годах с метода обнаружения реакционноспособных промежуточных продуктов. Это было изобретено благодаря применению реагентов, связанных с полимером. Предшественник реакционноспособного промежуточного продукта был ковалентно присоединен к одной твердой фазе, в то время как ловушка была прикреплена ко второй такой подложке. Когда перенос происходит между твердыми фазами, он требует наличия реакционноспособного промежуточного продукта, свободного в растворе, как показано ниже. Среди реакционноспособных частиц, обнаруженных с помощью этого «трехфазного теста», были циклобутадиен, синглетный кислород, мономерный метафосфат и ацилимидазолы.
Модель принципа Полинга - катализ путем максимального связывания с переходным состоянием - была разработана в 1978 году. Был выбран физический процесс, рацемизация бипиридила, показанный ниже. Переходная структура имеет копланарные арильные кольца и силу связывания - хелатирование металла бипиридилом - демонстрирует максимальное притяжение металл / лиганд при компланарной геометрии. Биарильная связь действует как точка опоры, и связывание вызывает механическое напряжение в другом месте молекулы. Это была одна из первых молекулярных машин - ротор.
Другие бипиридилы и бифенилы были разработаны в 1980-х годах в качестве синтетических моделей аллостерических эффектов, показанных ниже. Один включает два идентичных и механически связанных сайта связывания, и он показал положительную кооперативность в связывании ковалентных соединений ртути. Роторы по-прежнему являются наиболее частыми химическими моделями аллостерических эффектов и присутствуют во многих молекулярных машинах, используемых сегодня в других лабораториях.
Усилия по молекулярному распознаванию в 1980-х годах привели к появлению трещиноподобных форм для распознавания ионов и особенно неионных мишеней. Используя производные трикислоты Кемпа, Ребек организовал функциональные группы, которые «сходились», чтобы создать сайт узнавания. Выше показан бисимид, хелатирующий аденин в воде. Версии с карбоксильными группами стали широко использоваться в других местах в качестве моделей металлоферментов (структуры XDK) и в лаборатории Ребека для исследования стереоэлектронных эффектов.
В 1990 году эти исследования завершились синтетическим самодополнением, которое послужило шаблоном для своего собственного формирования. Он продемонстрировал автокатализ, основанный на молекулярном распознавании, и был первой синтетической системой, показавшей примитивный признак жизни: самовоспроизведение. Tjivikua, T.; Ballester, P.; Ребек, Дж. (1990). «Самовоспроизводящаяся система». Журнал Американского химического общества. Американское химическое общество (ACS). 112 (3): 1249–1250. DOI : 10.1021 / ja00159a057. ISSN 0002-7863. Шаблон захватывает реагенты за счет водородных связей на обоих концах, как показано ниже. Самокомплементарный «рецепт» был повсеместно включен в самовоспроизводящиеся системы, синтезированные в других исследовательских группах.
Филип Болл в своей книге « Проектирование молекулярного мира» утверждает, что самореплицирующиеся молекулы Ребека разделяют некоторые критерии как с нуклеиновыми кислотами, так и с белками, и, более того, «их репликации работают в соответствии с новым типом молекулярного взаимодействия, а не имитируют комплементарное спаривание оснований нуклеиновых кислот. Можно рассматривать это как указание на то, что, возможно, ДНК не является непременным условием жизни, так что можно представить себе организмы, которые «живут» согласно совершенно другим молекулярным принципам ». Он предполагает, что Ребек смог реализовать идею «молекулярной эволюции», создав искусственные репликаторы, которые могут быть видоизменены... Значительное волнение, которое вызвало работу Юлиуса Ребека, частично вызвано возможностями, которые она открывает для изучения этого вида. химических процессов, которые привели к появлению жизни на нашей планете ».
Британский этолог Ричард Докинз в своей книге « Река из Эдема» предполагает, что реплицирующиеся молекулы Ребека «повышают вероятность того, что другие миры будут иметь параллельную эволюцию [с Землей], но с принципиально иной химической основой».
Благодаря сотрудничеству с Хавьером де Мендосой в 1993 году Ребеку удалось создать самосборную капсулу. Они образуются обратимо, полностью окружая мишени из малых молекул, и стали универсальным инструментом современной физической органической химии. Они существуют в растворе при равновесии и в условиях окружающей среды. Они действуют как нанометрические реакционные камеры, как средства для стабилизации реагентов, как источники «комплексов внутри комплексов» и как пространства, где были созданы новые формы стереохимии. Они также вдохновили инкапсуляцию в другие исследовательские группы, которые используют взаимодействия металл-лиганд для самосборки. Цилиндрическая капсула нанометрических размеров показана выше; он выбирает подходящих гостей поодиночке или попарно, когда внутреннее пространство должным образом заполнено.
Инкапсулирующий азот узел Ричард Докинз пишет об автокатализе как потенциальном объяснении абиогенеза в своей книге 2004 года «Рассказ предков». Он цитирует эксперименты, проведенные Джулиусом Ребеком и его коллегами из Исследовательского института Скриппса в Калифорнии, в которых они объединили аминоаденозин и пентафторфениловый эфир с автокатализатором аминоаденозинтрикислотным эфиром (ААТЭ). Одна система из эксперимента содержала варианты ААТЭ, которые сами катализировали синтез. Этот эксперимент продемонстрировал возможность того, что автокатализаторы могут конкурировать в популяции существ с наследственностью, что можно интерпретировать как рудиментарную форму естественного отбора.
В последние годы Ребек занялся синтетическими миметиками поверхности белков. Благодаря сотрудничеству с Тамасом Бартфаи они демонстрируют многообещающую биологическую активность на животных моделях болезней.
