アルフレッド・G・レッドフィールド
アメリカの分子生物学者、物理学者

アルフレッド・G・レッドフィールド
80代半ばのアルフレッド・G・レッドフィールド
生まれる
アルフレッド・ギヨー・レッドフィールド

（1929年3月11日）1929年3月11日[1]
ミルトン、マサチューセッツ州、米国
死亡( 2019-07-24 )2019年7月24日
アラメダ、カリフォルニア州、アメリカ合衆国
教育ハーバード大学（BA）、

イリノイ大学アーバナシャンペーン校( MS )

イリノイ大学アーバナシャンペーン校（博士号）
知られているレッドフィールド方程式
科学者としてのキャリア
フィールド
機関

アルフレッド・G・レッドフィールド（1929年3月11日 - 2019年7月24日）は、アメリカの物理学者、生化学者でした。1955年にレッドフィールド緩和理論を発表し、核磁気共鳴（NMR）の実践を古典物理学の領域から半古典物理学の領域へと実質的に移行させました。[2]彼はレッドフィールド方程式の開発で知られています。彼は生涯を通じて、現実世界の問題を解決するために磁気共鳴の新たな応用を模索し続けました。

レッドフィールドはハーバード大学（1950年、学士号、1952年、修士号）とイリノイ大学アーバナ・シャンペーン校（1953年、博士号）で学位を取得しました。博士研究員としてハーバード大学でニコラス・ブロンバーゲンと共に研究し、レッドフィールド緩和理論を初めて発表しました。1955年にIBMワトソン科学計算研究所に採用され、コロンビア大学で教鞭をとりました。在学中に、彼の最も重要な研究成果であるレッドフィールド緩和方程式を発表しました。

1971年、彼はこれまで見えなかった巨大な生体分子中の原子からH 2 O分子のベールを剥ぎ取る実験結果を発表しました。 [3]彼は核酸や酵素の分子構造を観察するための特定のNMR技術の革新を続けました。1996年以降、NMRフィールドサイクリングコミュニティは、高エネルギーNMRや結晶構造解析では捉えられない巨大な生体分子（高分子）のダイナミクスを観察するには、低速NMRがX線結晶構造解析よりも優れていることに気づき始めました。 [4]これは高エネルギーNMRや結晶構造解析では捉えることができません。1996年、彼はフィールドサイクリングを高分子をより詳細に研究する方法として探求した論文を発表しました。[5] [6] [7] [8]彼は2004年に、リン同位体31Pを用いてリン脂質を調べた最初の論文を発表しました。[9]

彼は1959年にアメリカ物理学会の会員となり、 1979年に米国科学アカデミーに選出され、1983年にアメリカ芸術科学アカデミー（AAAS）の会員に任命されました。レッドフィールドは2006年にアメリカ物理学会からマックス・デルブリュック賞を受賞しました。[1] 2007年には、レッドフィールド緩和理論を核磁気共鳴の分野に貢献したことでラッセル・バリアン賞を受賞しました。 [10] [11]

レッドフィールドは、父のアルフレッド・C・レッドフィールド、二代曽祖父のウィリアム・チャールズ・レッドフィールド、そして曽祖父の博物学者ジョン・ハワード・レッドフィールドなど、科学者の先駆者の一族の出身です。

キャリアと研究

固体におけるNMR共鳴飽和とレッドフィールド緩和理論に関する初期の研究

初期の研究

チャールズ・P・スリヒターは、「1955年にレッドフィールドは、従来の飽和理論では固体中の核共鳴の実験事実が適切に説明されていないことを示した...[レッドフィールド]は、従来のアプローチが本質的に熱力学の第二法則に反していることを示した。」と書いている。 [12 ] [13]

レッドフィールドはチャールズ・ペンス・スリヒターと共にNMRを研究し、イリノイ大学アーバナ校で初期の超伝導実験を支援した[14]。ハーバード大学でニコラス・ブロンバーゲンの下でポスドク研究員としてレッドフィールド理論を発表した[15]。彼は最初、アルゴン、水素、クリプトンにおける電子除去と光伝導体における電子の動きを研究し、ダイヤモンドと塩の結晶におけるホール効果に関する博士論文も執筆した[16] 。

緩和理論に関する画期的な研究の後、彼は核スピン緩和に関する論文を発表し続けた。[17]

レッドフィールド緩和理論と方程式の発見

レッドフィールドの最初の論文は1957年にIBMジャーナルに掲載され、その後1965年にAdvanced Magnetic Resonance誌の創刊号に掲載された「緩和過程の理論」で、磁場中で高周波励起された分子は古典熱力学では予想されるように緩和しないという観察結果を説明しました。しかし、この現象は量子物理学の観点から説明可能であり、金属中の核スピンの半古典的な説明をもたらしました。この理論はNMRだけでなく、光学や計算量子力学においても現在も有用です。

この理論は原子間の関係性の解析を合理化し、NMR科学者が十分に理論化していなかった観測結果を説明しました。この理論は、スピン温度、回転系、核スピン緩和を説明するのに役立ち、スピンロック状態における断熱消磁と再磁化、そして短い相関時間を予測しました。

一般分光法

レッドフィールドの関心は、核誘導分光法、超伝導磁石、誘導負荷用電流調整器、理論の実証と実証、核スピン熱力学、固体中の希薄スピン、二次元NMRの効率、コンピューティングとデータ処理、同位体標識、核オーバーハウザー効果、溶液中のタンパク質とその高分子、リン脂質アプローチといった分野にまで及びました。彼は、試料を磁場の内外に迅速に移動させる磁場サイクリング装置を考案し、これが現代の高速磁場サイクリング装置の先駆けとなりました。

固体の仕事

レッドフィールドのNMR研究のキャリアは、金属や超伝導体といった固体の研究から始まりました。この研究は後に、高分子と呼ばれる大きな生体分子におけるプロトン間の物理的・運動的関係の研究に役立つことが証明されました。

水性状態と生化学的作用

1972年、レッドフィールドはラジ・V・グプタとともに、生物学的サンプル中のH2Oの圧倒的な特徴スペクトルを打ち消す方法を発見し、血液細胞、核酸、酵素、リン脂質の分子生物学的構造の可視化を可能にしました。[18] [19]彼はその後も重水素 を用いた水性技術の先駆者となりました。[20]

一般的な生化学研究

レッドフィールドは、溶液中のタンパク質分子の構造を研究するための新しい技術の開発を続け、[21] [22] NMRによる癌細胞の観察、[23] SARSウイルス細胞の殻の観察[24] [25]アミノ酸の観察[26]を行った。その後、シャトルと特別に調製されたサンプルを介した多重共鳴を用いて、リン脂質小胞における分子活性を研究した。[27] [28] [29] [30]

核酸は働く

レッドフィールドはtRNA [31]と関連酵素 の構造と特性を研究した。

酵素学とリン脂質膜の働き

レッドフィールドは細胞壁の機能と特性を研究した。[32] [33] [34] [35] [36 ] [ 37] [38] [39] [ 40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47]

シャトルの発明

2003年、レッドフィールドは試料を磁場内外に迅速に移動させるためのシャトルを開発しました。これは標準的な高磁場NMR分光計に初めて使用された装置でした。[48]

バイオグラフィー

アルフレッド・レッドフィールドは、基礎科学への貢献と、磁気共鳴の実用化という両面において、核磁気共鳴（NMR）の巨匠の一人です。第二次世界大戦中、10代の彼は回路と電子工学を学び、後に独自のNMR分光計を製作しました。しかし、彼の才能はNMRだけにとどまりませんでした。レッドフィールドの緩和理論は、物理科学全般にわたる統計力学および分光学的システムに応用されてきました。彼は1979年に米国科学アカデミーに選出され、1983年にはアメリカ芸術科学アカデミー（AAAS）のフェローに任命されました。レッドフィールドは2006年にアメリカ物理学会からマックス・デルブリュック賞を受賞しました。[1]

初期 1929–1945

  • レッドフィールドはマサチューセッツ州ボストンで生まれた
  • 父アルフレッド・C・レッドフィールドが勤務していた海洋学研究所のウッズホールで育った。

ハーバード大学とアーバナ大学 1946–1953

  • 彼は1950年にハーバード大学を卒業し、1952年にイリノイ大学で物理学の修士号と博士号を取得した。[49]

ブランダイス 1972–2019

サンプルを現場内外に迅速に輸送するための装置。
  • 1972年、レッドフィールドはブランダイス大学に物理学と生化学の共同教授として着任した。
  • 生物系に特化した初の分光計と装置を独自に設計しました。
  • この装置の設計は後の商用ユニットに似ていましたが、棚に収納されていたため、部品の交換やさまざまな調整が容易でした。
  • 処理ソフトウェアとパルスシーケンスはオリジナルのものでした。
  • パルスシーケンスはスイッチによって選択された
  • S/N と選択的なパルス水抑制のためにアナログ ポットでパルス長を調整します。
  • 彼の研究室には物理学の博士研究員 1 名と化学または生化学の博士研究員 1 名がいました。
  • 1979年に米国科学アカデミー会員に選出
  • 1983年アメリカ芸術科学アカデミーフェロー
  • 2006年にアメリカ物理学会からマックス・デルブリュック賞を受賞

[50]

死

レッドフィールドは2019年7月24日にカリフォルニア州アラメダで亡くなった。

NAAS選定参考文献

  • 1955年 固体における核磁気共鳴飽和と回転飽和. Physical Review 98(6):1787–1809.
  • 1959 AGアンダーソンと共著. 金属における核スピン-格子緩和. Physical Review 116(3):583–591.
  • 1963. 不純銅における純核電気四重極共鳴. Physical Review 130(2):589–595.
  • 1963年 M. アイゼンシュタットと共著．固体中の並進拡散による核スピン緩和．Physical Review 132(2):635–643．不純銅における純核電気四重極共鳴．Physical Review 130(2):589–595．
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  • 1967 核磁気共鳴法による混合状態超伝導バナジウムの局所磁場マッピング. Physical Review 162(2):367–374.
  • 1969 回転系における核スピン熱力学. Science 164(3883):1015–1023.
  • 1970年、RKグプタと共著. フェリシトクロムcとフェロシトクロムc間の電子交換の二重核磁気共鳴観測. Science 169(3951):1204–1206.
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  • 1986年 MA WeissおよびRH Griffeyとの共著. 同位体検出1H NMRによるタンパク質研究：異核デカップリングによるプロトン間核オーバーハウザー効果の編集のための一般的な戦略とファージλリプレッサーへの応用. 米国科学アカデミー紀要 83(5):1325–1329.
  • 1987 LP McIntosh他共著. バクテリオファージT4リゾチームの15N同位体標識を用いたプロトンNMR測定：巨大タンパク質の構造と動力学に関する研究. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA 84(5):1244–1248.
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  • 2009. Shi, X. 他共著. Bacillus thuringiensis ホスファチジルイノシトール特異的ホスホリパーゼC活性の推定二量体形成界面の変異による調節. Journal of Biological Chemistry 284(23):15607-15618.
  • 2009 M. Pu、J. Feng、MF Robertsと共著。スピン標識ホスホリパーゼCを用いた酵素学：0.005～11.7 Tにおける31P NMRによる可溶性基質結合。生化学48(35):8282–8284。

X. Shi他共著. Bacillus thuringiensisのホスファチジルイノシトール特異的ホスホリパーゼC活性の推定二量体形成界面の変異による調節. Journal of Biological Chemistry 284(23):15607–15618.

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  49. ^  この記事にはCC BY 4.0ライセンスの下で利用可能なテキストが含まれています。アルフレッド・ギヨー・レッドフィールド（1929-2019）
  50. ^ 「悲しいニュース: アルフレッド・G・レッドフィールド、物理学および生化学の名誉教授」。
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