Peter G. Schultz

Peter G. Schultz
Född ( 1956-06-23 ) 23 juni 1956 (66 år)
Cincinnati, Ohio
Alma mater Caltech
Känd för Kemisk biologi
Utmärkelser
ACS Award in Pure Chemistry (1990) Wolf Prize (1994)
Vetenskaplig karriär
Fält Kemi
institutioner Scripps Research Institute ,
Doktorandrådgivare Peter Dervan
Andra akademiska rådgivare Christopher Walsh
Anmärkningsvärda studenter





David Liu Sara Cherry Nathanael Grey Kevan M. Shokat Virginia Cornish Alice Y. Ting Young-Tae Chang

Peter G. Schultz (född 23 juni 1956) är en amerikansk kemist. Han är VD och professor i kemi vid The Scripps Research Institute , grundare och tidigare direktör för GNF , och grundare av California Institute for Biomedical Research (Calibr), som grundades 2012. I augusti 2014 rankade Nature Biotechnology Schultz som #1 främsta translationsforskare 2013.

Akademisk karriär

Schultz avslutade sin grundexamen vid Caltech 1979 och fortsatte där för sin doktorsexamen (1984) med Peter Dervan . Hans avhandlingsarbete fokuserade på generering och karakterisering av 1,1-diazener och generering av sekvensselektiva polypyrrol-DNA-bindande/klyvande molekyler. Han tillbringade sedan ett år vid Massachusetts Institute of Technology med Christopher Walsh innan han började på kemifakulteten vid University of California, Berkeley . Han blev huvudutredare för Lawrence Berkeley National Laboratory 1985 och utredare vid Howard Hughes Medical Institute 1994. 1999 flyttade Schultz till The Scripps Research Institute och blev också grundare av Genomics Institute of the Novartis Research Foundation ( GNF) , som initierades enbart som ett genomforskningsställe för Novartis, men som växte under Schultz ämbetstid till att omfatta en betydande läkemedelsupptäckningsinsats och mer än tredubbla antalet avsedda anställda (för närvarande över 500 personer). I mars 2010 lämnade han GNF för att återvända till den ideella sektorn och grundade California Institute for Biomedical Research (Calibr) i mars 2012. Han har utbildat över 300 doktorander och postdoktorer, av vilka många är på fakulteterna för stora fakulteter. forskningsuniversitet.

Forskning

Kombinatorisk kemi och molekylär evolution

Mycket av Schultz arbete består av att hitta sätt att göra väldigt många liknande experiment samtidigt, på många olika föreningar. Han är en av de ledande pionjärerna inom kombinatorisk kemi , screenbara molekylära bibliotek och "high-throughput" kemi. Hans intressen är extremt breda, med tillämpningar inom så olika områden som katalytiska mekanismer, cellspecialisering och andra komplexa biologiska processer (normalt studerade av biologer, inte kemister), grundläggande fotokemi, biofysikaliska sonder av alla ränder från NMR till positronemission , och materialvetenskap i fast tillstånd.

Tidigt i sin karriär visade Schultz att immunsystemets naturliga molekylära mångfald kunde styras till att generera katalytiska antikroppar . Denna metod möjliggjorde den efterföljande utvecklingen av många nya selektiva enzymliknande katalysatorer för reaktioner från acylöverföring och redoxreaktioner till pericykliska och metalliseringsreaktioner. Även om deras katalytiska aktiviteter bara sällan är tillräckligt starka för att vara till praktisk användning, har katalytiska antikroppar gett viktiga nya insikter i vår förståelse av biokatalys, strukturell plasticitet hos proteiner, utveckling av biokemisk funktion och själva immunsystemet.

Schultz tillämpade sedan molekylär mångfald – strategin att skapa en stor gemenskap av olika molekyler, plus en metod för att fiska upp och identifiera de som gör vad du vill – på en rad problem inom kemi, biologi och materialvetenskap. Tillsammans med Richard Lerner var han en av de kritiska aktörerna i utvecklingen av fagdisplaybibliotek och ytbibliotekschips . För bioanalyser med hög genomströmning som kräver fritt lösliga testföreningar, använder han mikrorobotiska vätskemanipulationssystem, anpassade för cellodlingsplattor med 1 536 mikrobrunnar, för att separat behandla mycket små cellkolonier med ett stort antal (hundratusentals) olika föreningar.

Genom att använda dessa olika högkapacitets- och kombinatoriska experimentella tillvägagångssätt har Schultz identifierat material med nya optiska, elektroniska och katalytiska egenskaper; även proteiner och små molekyler som kontrollerar viktiga biologiska processer såsom åldrande, cancer, autoimmunitet och stamcellsdifferentiering och avspecialisering tillbaka till pluripotens.

Onaturliga aminosyror

Schultz har banat väg för en metod för att lägga till nya byggstenar , utöver de vanliga tjugo aminosyrorna , till de genetiska koderna för prokaryota och eukaryota organismer. Detta åstadkoms genom att screena bibliotek av mutanta aminoacyl-tRNA-syntetaser för mutanter som laddar nonsens-kodon- tRNA med den önskade onaturliga aminosyran. Den organism som uttrycker ett sådant syntetas kan sedan genetiskt programmeras för att införliva den onaturliga aminosyran i ett önskat protein på vanligt sätt , med nonsenskodonet som nu kodar för den onaturliga aminosyran. Normalt måste den onaturliga aminosyran själv syntetiseras i labbet och tillföras organismen genom att tillsätta den till organismens tillväxtmedium. Den onaturliga aminosyran måste också kunna passera genom organismens cellmembran in i organismens inre.

Mer än sjuttio onaturliga aminosyror har kodats genetiskt i bakterier, jäst och däggdjursceller, inklusive fotoreaktiva, kemiskt reaktiva, fluorescerande, spin-aktiva, sulfaterade, pre-fosforylerade och metallbindande aminosyror. Denna teknologi gör det möjligt för kemister att undersöka och ändra egenskaperna hos proteiner, in vitro eller in vivo , genom att rikta nya, laboratoriesyntetiserade kemiska delar specifikt till valfritt ställe för vilket protein av intresse som helst.

En bakteriell organism har genererats som biosyntetiserar en ny, tidigare onaturlig aminosyra (p-aminofenylalanin) från grundläggande kolkällor och inkluderar denna aminosyra i sin genetiska kod. Detta är det första exemplet på skapandet av en autonom 21-aminosyraorganism.

Onaturlig genetisk information

Schultz grupp har nyligen skapat bakterier vars kromosomer inkluderar onaturliga DNA-baser, och bakterier vars kromosomer är hybrider som inkluderar både RNA och DNA.

Ursprunget till mitokondrierna

För att undersöka detaljer om den traditionellt accepterade hypotesen att mitokondrier uppstod när oberoende bakterier med förmåga till respiratorisk (syreberoende) metabolism tog bosättning inuti värdceller som tidigare bara hade kunnat fermentera (metabolism utan att använda syre), och utvecklades för att etablera en symbiotisk relation med dem har Schultz grupp skapat bakterier som kan överleva inuti jästceller och upprätthålla en symbiotisk relation med värdjästcellerna genom att utföra reaktioner som jästcellerna inte kan katalysera utan bakterierna. Ett mål med detta arbete är att odla jäst-bakteriehybriderna och se om bakteriegenomet utvecklas för att öka de ömsesidiga fördelarna med dess kemiska interaktioner med värdcellerna, vilket har hänt med mitokondrier över tiden.

Kommersiell verksamhet

Han är en grundare av Affymax Research Institute, Symyx Technologies , Syrrx, Kalypsys, Phenomix, Ilypsa, Ambrx och Wildcat Discovery Technologies. [ citat behövs ]

Publikationer och återkallelser

Schultz har skrivit omkring 500 artiklar.

En av hans papper 2013 PNAS om att göra mer stabila antikroppar drogs tillbaka, på grund av misstänkta data från medförfattaren Shiladitya Sen:

  •    Wang, F; Sen, S; Zhang, Y; Ahmad, jag; Zhu, X; Wilson, IA; Smider, VV; Magliery, TJ; Schultz, PG (12 mars 2013). "Somatisk hypermutation upprätthåller antikropps termodynamiska stabilitet under affinitetsmognad" . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 110 (11): 4261–6. Bibcode : 2013PNAS..110.4261W . doi : 10.1073/pnas.1301810110 . PMC 3600448 . PMID 23440204 . Retraktionsmeddelande:    "Retraktion för Wang et al., Somatisk hypermutation upprätthåller antikropps termodynamiska stabilitet under affinitetsmognad" . Proceedings of the National Academy of Sciences . 114 (37): E7855. 12 september 2017. doi : 10.1073/pnas.1712805114 . PMC 5604045 . PMID 28874538 .

Två artiklar från hans labb publicerade 2004, en i Science och en i Journal of the American Chemical Society , drogs tillbaka 2009, relaterade till arbete i Shultz-labbet av en postdoc, Zhiwen Zhang, om att införliva icke-native glykosylerade aminosyror i proteiner. Hade det lyckats hade denna metod kunnat bli ett väsentligt verktyg för att undersöka funktionerna av kolhydratbindningar till proteiner; men arbetet gick inte att replikera, och när labbet gick för att hitta de relevanta anteckningsböckerna saknades de. Under utredningens gång fick Zhang mejl och telefonsamtal som utpressade honom, och vid ett tillfälle skrev personen som gjorde detta till flera institutioner och Science och sa att han eller hon skulle begå självmord. Labbet identifierade så småningom problemet som ett missförstånd av funktionen hos ett nyckelenzym som användes i experimenten. Tidningarna var:

Utmärkelser

Schultz är medlem av National Academy of Sciences, USA (1993), Institute of Medicine vid National Academy of Sciences (1998).

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Peter_G._Schultz&oldid=1116283813 "