アール・ウィルバー・サザーランド・ジュニア

アール・ウィルバー・サザーランド・ジュニア
サザーランド、 1970年頃
誕生（1915年11月19日）1915年11月19日
アメリカ合衆国カンザス州バーリンゲーム
死去1974年3月9日（1974年3月9日）（享年58歳）
アメリカ合衆国フロリダ州マイアミ
学歴セントルイス・ワシントン大学（メリーランド州）ウォッシュバーン大学（理学士）
知られているエピネフリン、サイクリックAMP
受賞歴ガードナー財団国際賞（1969年）アルバート・ラスカー基礎医学研究賞（1970年）ディクソン賞（1971年）ノーベル生理学・医学賞（1971年）アメリカ国家科学賞（1973年）
科学的なキャリア
分野生化学
所属機関ヴァンダービルト大学、ケース・ウェスタン・リザーブ大学、ワシントン大学医学部、マイアミ大学
博士課程の学生フェリド・ムラド

アール・ウィルバー・サザーランド・ジュニア（1915年11月19日 - 1974年3月9日）は、カンザス州バーリンゲーム生まれのアメリカの薬理学者、生化学者です。サザーランドは1971年に「ホルモン、特にエピネフリンの作用機序に関する発見」によりノーベル生理学・医学賞を受賞しました。これは、セカンドメッセンジャーである環状アデノシン一リン酸（ cAMP）を介した作用機序に関する発見によるものです

幼少期と教育

サザーランドは1915年11月19日、カンザス州バーリンゲームで生まれた。6人兄弟の2番目として、母エディス・M・ハーツホーンと父アール・W・サザーランドに育てられた。[ 1 ]ウィスコンシン州出身の父はグリネル大学に2年間通っていたが、最終的には農業を営み、ニューメキシコ州とオクラホマ州を転々とした後、バーリンゲームに定住して子育てを始めた。ミズーリ州出身のエディスは、いわゆる「女子大学」で看護の訓練を受けていた。家族を養うため、サザーランドの父は呉服店を経営し、子供たちにはそれぞれ仕事を与えていた。サザーランドは5歳で釣りを始め、それが生涯の趣味となった。

高校生の頃、サザーランドはテニス、バスケットボール、フットボールなど、いくつかのスポーツで活躍しました。[ 2 ]

1933年、17歳になったサザーランドはカンザス州トピーカのウォッシュバーン大学に入学し、理学士号取得を目指し始めた。[ 1 ]学費を稼ぐため、大学在学中は地元の病院で医療スタッフの助手として働いた。サザーランドは1937年、21歳で卒業。その後、セントルイスのワシントン大学医学部に入学し、カール・フェルディナンド・コリの指導の下、強い指導を受けた。1942年、サザーランドは医学博士号を取得して卒業した。[ 1 ]

経歴

学問と研究

1940年、ワシントン大学医学部在学中、サザーランドはカール・フェルディナンド・コリの研究室で薬理学の助手として研究に初めて携わりました。コリは1947年にグリコーゲン代謝のメカニズムの発見によりノーベル生理学・医学賞を受賞しました。[ 3 ] [ 4 ]コリの指導の下、サザーランドはエピネフリンとグルカゴンというホルモンがグリコーゲンからグルコースへの分解に及ぼす影響について研究を行いました。[ 3 ] 1942年には、セントルイスのバーンズ・ジューイッシュ病院で研修医として働きました。[ 5 ]

サザーランドは1942年にワシントン大学で医学博士号を取得した後、第二次世界大戦で陸軍医として従軍しました。1945年にセントルイスのワシントン大学に戻り、コーリの研究所で研究を続けました。サザーランドは、医学の道に進むのではなく研究者の道を選んだのは、指導者であるコーリのおかげだと考えています。[ 3 ]

サザーランドはワシントン大学医学部在籍中、薬理学講師（1945-46年）、生化学講師（1946-50年）、生化学助教授（1950-52年）、生化学准教授（1952-53年）など、様々な教職を歴任した。[ 5 ]

1953年、サザーランドはクリーブランドに移り、ケース・ウェスタン・リザーブ大学医学部の薬理学教授兼薬理学科長に就任した。そこで彼は、同じく薬理学教授であり、後に生涯の研究パートナーとなるセオドア・W・ラルと共同研究を行った。二人は共に、分子レベルでのホルモン作用機序に関する研究をさらに進めた。[ 3 ] [ 5 ]ケース・ウェスタン・リザーブ大学での10年間で、サザーランドは環状アデノシン一リン酸（サイクリックAMP）の発見と、その二次伝達物質としての役割につながる画期的な発見をいくつか行った。

1963年、サザーランドはナッシュビルのヴァンダービルト大学医学部の解剖学教授に就任した。[ 2 ]この地位により、彼は研究により多くの時間を費やすことができた。彼は1967年にアメリカ心臓協会から授与されたキャリア研究者資格（Career Investigatorship）から資金援助を受けながら、環状AMPに関する研究を続けた。彼は1973年までヴァンダービルト大学で教授職を務めた。[ 5 ]

1973年、ヴァンダービルト大学で10年間過ごした後、サザーランドはマイアミに移り、マイアミ大学ミラー医学部の生化学の著名な教授に就任した。[ 2 ] [ 6 ]彼はアデノシン一リン酸とグアノシン一リン酸に関する斬新な研究に携わり続け、1973年だけで4本の論文を共著した。[ 7 ]

環状AMPの発見

コーリの研究室で働いていたとき、サザーランドは同僚の助けを借りて、グリコーゲン代謝のメカニズムに関していくつかの発見をし、それが数年後に環状AMPの生物学的活性の発見につながった。コーリの研究室は以前にグリコーゲン代謝の基本メカニズムを確立しており、その功績によりノーベル生理学・医学賞を受賞した。[ 4 ]サザーランドは、グリコーゲン分解のプロセスにおける肝臓ホスホリラーゼ（LP）の重要性の特定に貢献した。グリコーゲン分解に関与する3つの基本酵素のうち、彼はLPが律速酵素であることを発見した。つまり、グリコーゲン代謝の進行はこの酵素に依存しているということである。[ 3 ] LPはその後数年間彼の研究対象となり、LPとホルモンの相互作用に関する実験を通じて彼の最も有名な発見がなされた。

LPの重要性を認識した後、サザーランドは研究の拠点をウェスタン・リザーブ大学に移しました。そこで彼はテッド・ラル、ウォルター・D・ウォシレイト、ジャック・ベルテと共同研究を行い、Journal of Biological Chemistry誌に「エピネフリンおよびグルカゴンと肝ホスホリラーゼの関係」という一連の論文を4部構成で発表しました。[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]これら4つの論文は、LPの精製といくつかの特性分析について記述しています。まず、LPの酵素活性はリン酸基の付加または除去、つまりリン酸化と呼ばれるプロセスに依存することが判明しました。[ 10 ]その後の実験で、彼らはエピネフリンとグルカゴンを添加すると肝臓切片により多くのリン酸が取り込まれることを実証しました。これは、これらのホルモンがLPのリン酸化を促進し、酵素を活性化していることを示唆しています。[ 10 ]このシリーズの後の論文の結果は、この LP のリン酸化と活性化はホスホリラーゼキナーゼの作用の結果であると示唆した。[ 11 ]このシリーズでは、肝臓ホスホリラーゼの不活性化も調査し、リン酸基を切断することによって機能する、当初 LP 不活性化酵素と呼ばれた酵素を特徴付けた。[ 10 ]この酵素は後に肝臓ホスホリラーゼホスファターゼと改名された。[ 11 ]これらの論文では、分子量やその他の要因の観点からも LP を特徴付けた。解析中に、cAMP の前駆体である 5-AMP の添加により LP の活性化が増加するという予想外の結果が見つかったが、これは当時は知られていなかった。[ 8 ]

このシリーズの4番目の論文「エピネフリンおよびグルカゴンと肝臓ホスホリラーゼの関係：IV 肝臓ホモジネートにおけるホスホリラーゼの再活性化に対するエピネフリンおよびグルカゴンの影響」は1956年に発表されました。この論文で、サザーランドと共同研究者はエピネフリンとグルカゴンの研究をさらに進めました。この実験の成功の鍵は、以前の実験で使用していた完全な肝細胞ではなく、肝細胞のホモジネートを用いたことでした。 [ 11 ]当時の研究者の間では、ホルモンの研究は完全な細胞を用いてのみ可能であるという共通の認識がありました。これは、細胞ホモジネートを用いてホルモン経路を研究した最初の例でした。サザーランドと共著者は、肝臓ホモジネートにおいて、肝臓切片で観察されたものと同様の効果を観察することができました。さらに重要なのは、この反応を2段階で観察できたことです。この段階の反応は、粒子画分がホルモンであるエピネフリンとグルカゴンの存在下で未知の耐熱性因子を産生することで特徴付けられる。この因子は、ホモゲネート中のホルモンが存在しない画分において、肝ホスホリラーゼの形成を刺激する。[ 11 ]ホルモンの存在下で産生され、最終的に肝ホスホリラーゼの二次的形成をもたらしたこの未知の耐熱性因子は、後にサイクリックAMPと名付けられた。[ 12 ] [ 13 ]

環状 AMP の発見とセカンドメッセンジャーの概念は医学の世界で非常に重要であったが、サザーランドの研究結果は実際には大変な試行錯誤を経て達成された。まず第一に、サザーランドとテッド・ラルは、肝細胞のショ糖ホモゲネートが細胞を健康に保ち増殖させるために絶対に必要であると確信していた。[ 14 ]この推論は、ショ糖ホモゲネートによく反応するミトコンドリアを研究したラルの経験からなされたものであったが、当時研究されていたこととは何の関係もなかった。このショ糖はホモゲネートには不要であることが判明し、ショ糖なしで実験を設定すると、より効果的な結果が得られた。第二に、サザーランドは当初、無傷の細胞には何か重要なものがあり、その構造を破壊してもホルモン効果は生じないと考えていた。[ 14 ]しかし、議論の末、ラルはサザーランドを説得して肝臓ホモゲネートを使うようにした。 LP活性化率がほぼ2倍になるのを目撃した後で、細胞を無傷のまま保つことがホルモンの効果の研究に不可欠であるという考えは、少なくともこの場合には必ずしも正しくないことが判明した。最終的に、サザーランドは、適切な実験技術、具体的にはレーニンガー ハード ポア法を使用して同じ実験を行うようにというジャック ベルテの要請を無視することにした。レーニンガー ハード ポア法では、粒子画分が元の試験管の上部に達したら、液体を別の試験管に注いで上澄み液を捨てるという方法だった。ベルテは、この手順を慎重な吸引によって行うことを要求しただけでなく、懸濁液の高さ、回転数、時間に関して遠心分離中の特異性の欠如を批判した。[ 14 ]サザーランドと共同研究者が実験手順を修正する意志と誤った仮定があったからこそ、彼らは発見をすることができたのである。

私生活

サザーランドは1937年、ウォッシュバーン大学を卒業した同年にミルドレッド・ライスと結婚しました。1944年、第二次世界大戦中、サザーランドはジョージ・S・パットン将軍の下で大隊軍医として召集され、後にドイツに派遣され、1945年まで軍病院の医師として勤務しました。[ 6 ]彼はミルドレッド・ライスとの間に2人の息子と1人の娘をもうけました

1962年、サザーランドは最初の妻と離婚した。1年後、ヴァンダービルト大学の生理学教授に就任したサザーランドは、同大学の副学部長であったクラウディア・セベステ・スミスと結婚し、その後も共に過ごした。[ 2 ]

受賞歴と実績

1952年、サザーランドはバンティング記念講演賞を受賞し、1953年にはオハイオ州クリーブランドのケース・ウェスタン・リザーブ大学薬理学部長に選出された。 1967年にはアメリカ心臓協会のキャリア研究者に任命され、 1973年には米国科学アカデミーの会員に選出された。[ 6 ]

サザーランドは、アメリカ生化学会、アメリカ化学会、アメリカ薬理学・実験治療学会、アメリカ科学振興協会、シグマ・クシーなど、様々な科学団体の会員でもありました。[ 6 ] 1951年から1956年まで、サザーランドは『生化学製剤ジャーナル』の編集委員を務めました。1957年から1958年まで、『薬理学・実験治療ジャーナル』 の編集委員を務めました。 [ 5 ]

死

1974年3月9日、サザーランドは大量の食道出血に伴う手術合併症による内出血で亡くなりました。享年58歳でした。[ 2 ] [ 6 ]

遺産

サザーランドの死後、1974年にミラー医学部はサザーランド記念講演会を開催した。1976年にはヴァンダービルト大学がサザーランド賞を創設し、毎年、国内外で高い評価と尊敬を集めた教員に授与している。受賞者には5,000ドルが授与され、受賞者の名前が銀のボウルに刻まれる。[ 16 ]ヴァンダービルト大学は1997年にサザーランド講演会を開始し、2001年にはサザーランド薬理学教授職を創設することでサザーランドを称えた。ヴァンダービルト大学の教員であったハイディ・E・ハムが教授職の設立時に任命され、現在もその職を務めている。[ 17 ]

参考文献

  1. ^ a b c Gale Group (2006). 「Earl Sutherlandの科学的発見の世界」 2012年11月14日アーカイブ、Wayback Machine . 科学的発見の世界
  2. ^ a b c d e「アール・サザーランド伝記」 2014年10月21日アーカイブ、 Wayback Machine。BookRags.com
  3. ^ a b c d eサザーランド、アール・W（1971年12月11日）「ホルモン作用のメカニズムに関する研究」 2018年7月21日アーカイブ、Wayback Machine。ノーベル賞受賞講演。
  4. ^ a b「1947年のノーベル生理学・医学賞」。 2012年4月23日アーカイブ、 Wayback Machine Nobelprize.org。
  5. ^ a b c d e f「アール・W・サザーランド・ジュニア – 履歴書」。 2012年3月7日アーカイブ、Wayback Machine Nobelprize.org。
  6. ^ a b c d e「アール・W・サザーランド・ジュニア – 伝記」。 2012年3月1日アーカイブ、 Wayback Machine Louis Calder Memorial Library。
  7. ^「アール・W・サザーランド・ジュニア - 追加出版物」Wayback Machine Louis Calder Memorial Libraryに2012年3月1日アーカイブ。
  8. ^ a b Sutherland, E. W; Wosilait, W. D (1956). 「エピネフリンおよびグルカゴンと肝ホスホリラーゼの関係．I. 肝ホスホリラーゼ；調製および特性」 . The Journal of Biological Chemistry . 218 (1): 459– 68. doi : 10.1016/S0021-9258(18)65909-5 . PMID  13278353 .
  9. ^ Wosilait, W. D; Sutherland, E. W (1956). 「エピネフリンおよびグルカゴンと肝ホスホリラーゼの関係。II. 肝ホスホリラーゼの酵素的不活性化」 . The Journal of Biological Chemistry . 218 (1): 469–81 . doi : 10.1016/S0021-9258(18)65910-1 . PMID 13278354 . 
  10. ^ a b c d Rall, T. W; Sutherland, E. W; Wosilait, W. D (1956). 「エピネフリンおよびグルカゴンと肝ホスホリラーゼの関係。III. 切片および抽出物中の肝ホスホリラーゼの再活性化」 . The Journal of Biological Chemistry . 218 (1): 483– 95. doi : 10.1016/S0021-9258(18)65911-3 . PMID 13278355 . 
  11. ^ a b c d e Berthet, J; Rall, T. W; Sutherland, E. W (1957). 「エピネフリンおよびグルカゴンと肝ホスホリラーゼの関係. IV. 肝ホモゲネート中のホスホリラーゼの再活性化に対するエピネフリンおよびグルカゴンの影響」 . The Journal of Biological Chemistry . 224 (1): 463– 75. doi : 10.1016/S0021-9258(18)65045-8 . PMID 13398422 . 
  12. ^ Sutherland, E. W; Robison, G. A; Butcher, R. W (1968). 「アデノシン3',5'-モノリン酸（サイクリックAMP）の生物学的役割に関するいくつかの側面」 Circulation . 37 ( 2): 279. doi : 10.1161/01.CIR.37.2.279 .
  13. ^ Sutherland, E. W; Robison, G. A (1969). 「炭水化物代謝の制御における環状AMPの役割」. Diabetes . 18 (12): 797– 819. doi : 10.2337/diab.18.12.797 . PMID 4311899. S2CID 7221384 .  
  14. ^ a b c Sutherland, E. W (1970). 「環状AMPの生物学的役割について」. JAMA . 214 (7): 1281–8 . doi : 10.1001/jama.1970.03180070047009 . PMID 4320556 . 
  15. ^ 「アメリカ功績アカデミーのゴールデンプレート受賞者」 www.achievement.org .アメリカ功績アカデミー. 2020年6月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年5月17日閲覧。
  16. ^「アール・サザーランド研究功績賞」ヴァンダービルト大学、テネシー州ナッシュビル。
  17. ^ Macmillan, Leigh (2001年5月18日)「ハムがサザーランド教授に任命」 2013年2月17日アーカイブ、 Wayback Machine。ヴァンダービルト大学医療センター。
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