Frances H. Arnold

Frances H. Arnold (2012)

Frances Arnold Hamilton (ur 25 lipca 1956 w Pittsburghu , Pensylwania ), amerykański biochemik i inżynier chemik. Jest profesorem inżynierii chemicznej , biochemii i bioinżynierii w Kalifornijskim Instytucie Technologii (Caltech) oraz posiada profesurę Dick i Barbara Dickinson . Uważana jest za pionierkę w dziedzinie ukierunkowanej ewolucji w chemii. W 2018 roku za swoje osiągnięcia otrzymała Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii . Pod przewodnictwem prezydenta USA Joe Bidena wraz z Marią T. Zuber będą współprzewodniczyć Prezydenckiej Radzie Doradców ds. Nauki i Technologii .

Życie

Arnold dorastała na przedmieściach Pittsburgha w Pensylwanii jako córka inżyniera jądrowego Williama Howarda Arnolda . Jest wnuczką generała Williama Howarda Arnolda . W młodości protestowała przeciwko wojnie w Wietnamie , przeniosła się do Waszyngtonu w buncie przeciwko domowi swoich rodziców, gdzie sama finansowała liceum, obsługując kelnerów w klubie jazzowym i prowadząc taksówki, i przebywała w Ameryce Południowej, aby pracować na słonecznym projekt energetyczny. Ukończyła z Princeton University z danej licencjat stopnia w inżynierii kosmicznej i inżynierii mechanicznej w 1979 i PhD w inżynierii chemicznej z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley , w 1985 roku . Jej rozprawa nosiła tytuł Projektowanie i zwiększanie skali separacji podobieństwa . Od 1986 roku była w Caltech.

roślina

Jest znana jako jedna z pionierów wykorzystania metod ukierunkowanej ewolucji w opracowywaniu nowych białek m.in. dla medycyny, biokatalizy i biopaliw . DNA z błędami ( mutacjami ) jest duplikowane, a najbardziej obiecujące wyniki są wprowadzane do drobnoustrojów w celu genetycznej produkcji odpowiednich białek. Swoje pierwsze próby podjęła w 1996 roku, aby zoptymalizować enzym ( subtylizynę E), który występuje naturalnie w bakteriach, w środowisku organicznym zamiast wodnym. Posiada ponad 30 patentów w USA (2011) i doradzała licznym firmom biotechnologicznym i farmaceutycznym, takim jak Merck Sharp & Dohme, przy opracowywaniu leku przeciwcukrzycowego Januvia .

Opracowała substancje, które łączą się z neuroprzekaźnikami i obiecują ulepszone metody obrazowania do badania mózgu, gdzie do tej pory funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego opierało się głównie na zawartości tlenu we krwi.

Jej grupa opisała również enzymatyczne tworzenie się wiązań węgiel-krzem. Podobnie, wysoce selektywną metodą reprezentacji enzymatycznej był cyklopropan - prekursor w syntezie tikagreloru .

W 2005 roku była współzałożycielką firmy Gevo Inc., która rozwija metody produkcji biopaliw. Opracowała enzym, który działa w warunkach beztlenowych, a tym samym oszczędza wysokie koszty wentylacji. Pracuje nad enzymami, które zamiast cukru ekstrahują biopaliwo z celulozy.

Osobisty

Ma trzech synów. W 2005 roku zachorował na raka piersi i przeszła operację. Jej hobby to nurkowanie, turystyka piesza, rowerowa i podróże.

honory i nagrody

Członkostwa

Czcionki

  • z KQ Chen: Inżynieria enzymatyczna dla niewodnych rozpuszczalników: losowa mutageneza w celu zwiększenia aktywności subtylizyny E w polarnych ośrodkach organicznych. Biotechnology (NY), tom 9, 1991, str. 1073-1077.
  • z K. Chenem: Dostrajanie aktywności enzymu w nietypowych środowiskach: sekwencyjna losowa mutageneza subtylizyny E do katalizy w dimetyloformamidzie. Proc Natl Acad Sci USA, tom 90, 1993, str. 5618-5622.
  • Inżynieria białek dla nietypowych środowisk. FASEB J., tom 7, 1993, str. 744-749.
  • z K. Miyazaki: Badanie nienaturalnych szlaków ewolucyjnych poprzez mutagenezę saturacyjną: szybka poprawa funkcji białek. J. Mol. Evol., Tom 49, 1996, str. 716-720.
  • Ukierunkowana ewolucja: tworzenie biokatalizatorów dla przyszłości. W: Inżynieria chemiczna. Tom 51, 1996, str. 5091-5102, doi: 10,1016 / S0009-2509 (96) 00288-6 .
  • z JC Moore, HM Jinem, O. Kuchner: Strategies for the in vitro Evolution of Protein Function: Enzyme Evolution by Random Recombination of Improved Sequences. W: Journal of Molecular Biology . Tom 272, 1997, str. 336-347, pdf .
  • z H. Zhao: Funkcjonalne i niefunkcjonalne mutacje wyróżnione przez losową rekombinację homologicznych genów, Proc Natl Acad Sci. USA, tom 94, 1997, str. 7997-8000.
  • z H. Zhao: Optymalizacja tasowania DNA pod kątem rekombinacji o wysokiej wierności. Nucleic Acids Res., Vol. 25, 1997, str. 1307-1308.
  • z H. Zhao, L. Giver, Z. Shao, JA Affholter: Molecular evolution by staggered extension process (StEP) rekombinacja in vitro. Nat Biotechnology, tom 16. 1998, str. 258-261.
  • z L. You: Kierowana ewolucja subtylizyny E w Bacillus subtilis w celu zwiększenia całkowitej aktywności w wodnym dimetyloformamidzie, Protein Eng., tom 1996, 1994, str. 77-83.
  • z JC Moore: Ukierunkowana ewolucja esterazy para-nitrobenzylowej dla rozpuszczalników wodno-organicznych. Nature Biotechnology, tom 14, 1996, str. 458-467.
  • z Z. Shao, H. Zhao, L. Giver: Random-priming rekombinacja in vitro: skuteczne narzędzie ukierunkowanej ewolucji. Nucleic Acids Res., Vol. 26, 1998, str. 681-683.
  • z L. Giver, A. Gershenson, PO Freskgard: Ukierunkowana ewolucja termostabilnej esterazy. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, tom 95, 1998, str. 12809-12813.
  • Zaprojektowane przez Directed Evolution. W: Rachunki badań chemicznych . Tom 31, 1998, str. 125-131, pdf
  • z HM Zhao: Ukierunkowana ewolucja zamienia subtylizynę E w funkcjonalny odpowiednik termmitazy. Protein Eng., Vol. 12, 1999, str. 47-53.
  • z K. Miyazaki: Badanie nienaturalnych szlaków ewolucyjnych poprzez mutagenezę nasyconą: szybka poprawa funkcji białek. J. Mol. Evol., Tom 49, 1999, str. 716-720.
  • z V. Sieber, CA Martinez: Biblioteki białek hybrydowych z odległych sekwencji. Nature Biotechnology, Vol. 19, 2001, str. 456-460.
  • z CA Voigt, C. Martinez, ZG Wang, SL Mayo: Budulec białkowy zachowany przez rekombinację. Nature Struct. Biology, tom 9, 2002, str. 553-558.
  • z Phillipem A. Romero: Odkrywanie krajobrazów sprawności białkowej poprzez ukierunkowaną ewolucję. W: Nature Reviews Molecular Cell Biology . Tom 10, 2009, s. 866-876, doi: 10.1038 / nrm2805 .
  • Natura innowacji chemicznych: nowe enzymy przez ewolucję. Kwartalny przegląd biologii, tom 48, 2015, s. 404–410.
  • Ukierunkowana ewolucja: ożywianie nowej chemii. Angew. Chem. Int. Ed., Tom 57, 2018, str. 4143-4148.

linki internetowe

Commons : Frances Arnold  - zbiór zdjęć, filmów i plików audio

Indywidualne dowody

  1. https://buildbackbetter.gov/speeches/remarks-announcing-key-science-advisors-as-prepared-for-delivery-by-president-elect-joe-biden-in-wilmington-delaware/
  2. You, Arnold: Directed Evolution of Subtilisin E w Bacillus Subtilis for Catalysis of Dimethylformamide. W: Inżynieria białek. Tom 9, 1996, str. 77-83.
  3. Kan SB, Lewis RD, Chen K, Arnold FH: Ukierunkowana ewolucja cytochromu c dla tworzenia wiązań węgiel-krzem: Ożywianie krzemu. , Nauka. 25 listopada 2016; 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: Highly Stereoselective Biocatalytic Synthesis of Key Cyclopropane Intermediate to Ticagrelor. , ACS Catal. 4 listopada 2016; 6 (11): 7810-7813, PMID 28286694
  5. ^ Przegląd technologii MIT, 2013 .