Frances H. Arnold

Frances H. Arnold (2012)

Frances Hamilton Arnold (n . 25 iulie 1956 în Pittsburgh , Pennsylvania ) este un biochimist și inginer chimic american. Este profesor de inginerie chimică , biochimie și bioinginerie la California Institute of Technology (Caltech) și deține profesorul Dick și Barbara Dickinson . Este considerată un pionier în domeniul evoluției direcționate în chimie. În 2018 a primit Premiul Nobel pentru chimie pentru realizările sale . Sub președintele SUA, Joe Biden , ea și Maria T. Zuber vor co- președini Consiliul președintelui de consilieri pentru știință și tehnologie .

Viaţă

Arnold a crescut într-o suburbie din Pittsburgh , Pennsylvania , ca fiică a inginerului nuclear William Howard Arnold . Este nepoata generalului William Howard Arnold . În tinerețe, ea a protestat împotriva războiului din Vietnam , s-a mutat la Washington DC în rebeliune împotriva casei părinților ei, unde a finanțat ea însăși liceul servind chelneri la un club de jazz și conducând cabine și a fost în America de Sud pentru a lucra la un sistem solar. proiect energetic. A absolvit Universitatea Princeton cu o diplomă de licență în inginerie aerospațială și inginerie mecanică în 1979 și un doctorat în inginerie chimică la Universitatea din California, Berkeley , în 1985 . Disertația ei s-a numit Proiectarea și extinderea separărilor de afinitate . Din 1986 a fost la Caltech.

plantă

Ea este cunoscută drept unul dintre pionierii utilizării metodelor de evoluție direcționate în dezvoltarea de noi proteine, de exemplu, medicină, biocataliză și bio-combustibili . ADN-ul cu erori ( mutații ) este duplicat și cele mai promițătoare rezultate sunt încorporate în microbi pentru producerea genetică a proteinelor corespunzătoare. Ea a întreprins primele sale încercări în 1996 pentru a optimiza o enzimă ( subtilisină E) care apare în mod natural în bacterii pentru un mediu organic în loc de unul apos. Ea deține peste 30 de brevete americane (2011) și a consiliat numeroase companii de biotehnologie și farmaceutice, precum Merck Sharp & Dohme, cu privire la dezvoltarea medicamentului împotriva diabetului Januvia .

Ea a dezvoltat substanțe care se cuplează cu neurotransmițători și promit metode de imagistică îmbunătățite pentru explorarea creierului, unde imagistica prin rezonanță magnetică funcțională s-a bazat până acum în principal pe conținutul de oxigen din sânge.

Formarea enzimatică a legăturilor carbon-siliciu a fost, de asemenea, descrisă de grupul ei. În mod similar, o metodă foarte selectivă de reprezentare enzimatică a fost ciclopropanul - precursor în sinteza ticagrelor descris.

În 2005 a cofondat Gevo Inc., care dezvoltă metode de producere a biocombustibililor. Ea a dezvoltat o enzimă care funcționează în condiții anaerobe și astfel economisește costuri ridicate de ventilație. Lucrează pe enzime care extrag biocombustibilul din celuloză în loc de zahăr.

Personal

Are trei fii. În 2005 a dezvoltat cancer de sân și a fost operată. Hobby-urile sale includ scufundări, drumeții, ciclism și călătorii.

distincții și premii

Calitatea de membru

Fonturi

  • cu KQ Chen: Inginerie enzimatică pentru solvenți neapoși: mutageneză aleatorie pentru a spori activitatea subtilizinei E în medii organice polare. Biotehnologie (NY), Vol. 9, 1991, pp. 1073-1077.
  • cu K. Chen: Reglarea activității unei enzime pentru medii neobișnuite: mutageneză aleatorie secvențială a subtilizinei E pentru cataliză în dimetilformamidă. Proc Natl Acad Sci SUA, Vol. 90, 1993, pp. 5618-5622.
  • Proteinele tehnice pentru medii neobișnuite. FASEB J., Volumul 7, 1993, pp. 744-749.
  • cu K. Miyazaki: Explorarea căilor evolutive nenaturale prin mutageneză de saturație: îmbunătățirea rapidă a funcției proteinelor. J. Mol. Evol., Vol. 49, 1996, pp. 716-720.
  • Evoluția dirijată: crearea de biocatalizatori pentru viitor. În: Știința ingineriei chimice. Volumul 51, 1996, pp. 5091-5102, doi: 10.1016 / S0009-2509 (96) 00288-6 .
  • cu JC Moore, HM Jin, O. Kuchner: Strategii pentru evoluția in vitro a funcției proteinelor: evoluția enzimei prin recombinarea aleatorie a secvențelor îmbunătățite. În: Journal of Molecular Biology . Volumul 272, 1997, pp. 336-347, pdf .
  • cu H. Zhao: Mutații funcționale și nefuncționale distinse prin recombinarea aleatorie a genelor omoloage, Proc Natl Acad Sci. SUA, Vol. 94, 1997, pp. 7997-8000.
  • cu H. Zhao: Optimizarea amestecării ADN-ului pentru recombinare de înaltă fidelitate. Nucleic Acids Res., Vol. 25, 1997, pp. 1307-1308.
  • cu H. Zhao, L. Giver, Z. Shao, JA Affholter: Evoluție moleculară prin proces de extindere eșalonată (StEP) in recombinare in vitro. Nat Biotechnology, Vol. 16. 1998, pp. 258-261.
  • cu L. You: Evoluția dirijată a subtilizinei E în Bacillus subtilis pentru a spori activitatea totală în dimetilformamidă apoasă, Protein Eng., Vol. 1996, 1994, pp. 77-83.
  • cu JC Moore: Evoluția dirijată a unei para-nitrobenzil esterază pentru solvenți organici apoși. Nature Biotechnology, Vol. 14, 1996, pp. 458-467.
  • cu Z. Shao, H. Zhao, L. Giver: Recombinarea in vitro cu amorsare aleatorie: un instrument eficient pentru evoluția dirijată. Nucleic Acids Res., Vol. 26, 1998, pp. 681-683.
  • cu L. Giver, A. Gershenson, PO Freskgard: Evoluția dirijată a unei esteraze termostabile. Proc. Nat. Acad. Știință. SUA, Vol. 95, 1998, pp. 12809-12813.
  • Proiectat de Directed Evolution. În: Conturi de cercetare chimică . Volumul 31, 1998, pp. 125-131, pdf
  • cu HM Zhao: Evoluția direcționată acoperă subtilizina E într-un echivalent funcțional al termitazei. Protein Eng., Vol. 12, 1999, pp. 47-53.
  • cu K. Miyazaki: Explorarea căilor evolutive nenaturale prin mutageneză de saturație: îmbunătățirea rapidă a funcției proteinelor. J. Mol. Evol., Vol. 49, 1999, pp. 716-720.
  • cu V. Sieber, CA Martinez: Biblioteci de proteine ​​hibride din secvențe înrudite. Nature Biotechnology, Vol. 19, 2001, pp. 456-460.
  • cu CA Voigt, C. Martinez, ZG Wang, SL Mayo: Blocuri de proteine ​​conservate prin recombinare. Nature Struct. Biologie, Vol. 9, 2002, pp. 553-558.
  • cu Phillip A. Romero: Explorarea peisajelor de fitness proteic prin evoluția dirijată. În: Nature Review Biologie celulară moleculară . Volumul 10, 2009, pp. 866-876, doi: 10.1038 / nrm2805 .
  • Natura inovației chimice: enzime noi prin evoluție. The Quarterly Review of Biology, Volumul 48, 2015, pp. 404-410.
  • Evoluția dirijată: aducerea la viață a unei noi chimii. Angew. Chem. Int. Ed., Volumul 57, 2018, pp. 4143-4148.

Link-uri web

Commons : Frances Arnold  - colecție de imagini, videoclipuri și fișiere audio

Dovezi individuale

  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: Evolution Directed of Subtilisin E in Bacillus Subtilis for Catalysis of Dimethylformamide. În: Ingineria proteinelor. Volumul 9, 1996, pp. 77-83.
  3. Kan SB, Lewis RD, Chen K, Arnold FH: Evoluția direcționată a citocromului c pentru formarea legăturilor carbon-siliciu: Aducerea siliciului la viață. , Știință. 2016 25 noiembrie; 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: Sinteza biocatalitică foarte stereoselectivă a ciclopropanului cheie intermediar la Ticagrelor. , ACS Catal. 2016 4 noiembrie; 6 (11): 7810-7813, PMID 28286694
  5. ^ MIT Technology Review, 2013 .