Peter G. Schultz - Peter G. Schultz

Peter G. Schultz
Geboren ( 1956-06-23 )23. Juni 1956 (65 Jahre)
Cincinnati, Ohio
Alma Mater Caltech
Bekannt für Chemische Biologie
Auszeichnungen ACS-Preis in Reiner Chemie (1990)
Wolf-Preis (1994)
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder Chemie
Institutionen Das Scripps-Forschungsinstitut ,
Doktoratsberater Peter Dervan
Andere Studienberater Christopher Walsh
Bemerkenswerte Studenten David Liu
Sara Cherry
Nathanael Gray
Kevan M. Shokat
Virginia Cornish
Alice Y. Ting

Peter G. Schultz (* 23. Juni 1956) ist ein US-amerikanischer Chemiker. Er ist CEO und Professor für Chemie am Scripps Research Institute , Gründer und ehemaliger Direktor des GNF und Gründungsdirektor des 2012 gegründeten California Institute for Biomedical Research (Calibr). Im August 2014 wurde Schultz von Nature Biotechnology zum Nr. 1 unter den besten translationalen Forschern im Jahr 2013.

Akademische Karriere

Schultz schloss sein Bachelorstudium am Caltech 1979 ab und promovierte dort (1984) bei Peter Dervan . Seine Dissertation beschäftigte sich mit der Erzeugung und Charakterisierung von 1,1-Diazenen und der Erzeugung von sequenzselektiven Polypyrrol-DNA-bindenden/-spaltenden Molekülen. Anschließend verbrachte er ein Jahr am Massachusetts Institute of Technology bei Christopher Walsh, bevor er an die Chemiefakultät der University of California, Berkeley, wechselte . 1985 wurde er Principal Investigator des Lawrence Berkeley National Laboratory und 1994 Forscher des Howard Hughes Medical Institute . 1999 wechselte Schultz zum Scripps Research Institute und wurde auch Gründungsdirektor des Genomics Institute der Novartis Research Foundation (GNF). , das als reines Genomforschungsunternehmen von Novartis ins Leben gerufen wurde, aber während der Amtszeit von Schultz gewachsen ist, um eine bedeutende Wirkstoffforschung zu betreiben und die Anzahl der beabsichtigten Mitarbeiter (derzeit über 500 Personen) mehr als zu verdreifachen. Im März 2010 verließ er den GNF, um in den gemeinnützigen Sektor zurückzukehren und gründete im März 2012 das California Institute for Biomedical Research (Calibr). Er hat über 300 Doktoranden und Postdoktoranden ausgebildet, von denen viele an den Fakultäten der Major Forschungsuniversitäten.

Forschung

Kombinatorische Chemie und molekulare Evolution

Ein Großteil der Arbeit von Schultz besteht darin, Wege zu finden, viele ähnliche Experimente gleichzeitig mit vielen verschiedenen Verbindungen durchzuführen. Er ist einer der führenden Pioniere in der kombinatorischen Chemie , durchmusterbaren Molekülbibliotheken und der "Hochdurchsatz"-Chemie. Seine Interessen sind äußerst breit gefächert, mit Anwendungen in so unterschiedlichen Bereichen wie katalytische Mechanismen, Zellspezialisierung und andere komplexe biologische Prozesse (normalerweise von Biologen, nicht von Chemikern untersucht), grundlegende Photochemie, biophysikalische Sonden aller Art von NMR bis Positronenemission und Festkörpermaterialwissenschaft.

Zu Beginn seiner Karriere zeigte Schultz, dass die natürliche molekulare Vielfalt des Immunsystems dazu gebracht werden kann, katalytische Antikörper zu erzeugen . Diese Methode ermöglichte die anschließende Entwicklung vieler neuer selektiver enzymähnlicher Katalysatoren für Reaktionen, die von Acyltransfer- und Redoxreaktionen bis hin zu pericyclischen und Metallierungsreaktionen reichen. Obwohl ihre katalytische Aktivität nur selten stark genug ist, um von praktischem Nutzen zu sein, haben katalytische Antikörper wichtige neue Einblicke in unser Verständnis der Biokatalyse, der strukturellen Plastizität von Proteinen, der Evolution biochemischer Funktionen und des Immunsystems selbst geliefert.

Anschließend wandte Schultz die molekulare Diversität – die Strategie, eine große Gemeinschaft verschiedener Moleküle zu schaffen, plus eine Methode zum Herausfischen und Identifizieren derjenigen, die das tun, was Sie wollen – auf eine Reihe von Problemen in Chemie, Biologie und Materialwissenschaften an. Zusammen mit Richard Lerner war er einer der entscheidenden Akteure bei der Entwicklung von Phagen-Display-Bibliotheken und Oberflächenbibliothekschips . Für Hochdurchsatz-Bioassays, die frei lösliche Testverbindungen erfordern, verwendet er Mikroroboter-Flüssigkeitsmanipulationssysteme, die für 1.536-Mikrowell-Zellkulturplatten angepasst sind, um sehr kleine Zellkolonien mit einer großen Anzahl (Hunderttausende) verschiedener Verbindungen separat zu behandeln.

Mit diesen verschiedenen experimentellen Hochdurchsatz- und kombinatorischen Ansätzen hat Schultz Materialien mit neuartigen optischen, elektronischen und katalytischen Eigenschaften identifiziert; auch Proteine ​​und kleine Moleküle, die wichtige biologische Prozesse wie Altern, Krebs, Autoimmunität und Stammzelldifferenzierung und -despezialisierung zurück zur Pluripotenz steuern.

Unnatürliche Aminosäuren

Schultz hat eine Methode entwickelt , um dem genetischen Code prokaryotischer und eukaryotischer Organismen neue Bausteine jenseits der üblichen zwanzig Aminosäuren hinzuzufügen . Dies wird erreicht, indem Bibliotheken mutierter Aminoacyl-tRNA-Synthetasen nach Mutanten durchmustert werden, die Nonsense-Codon- tRNAs mit der gewünschten nichtnatürlichen Aminosäure beladen. Der Organismus, der eine solche Synthetase exprimiert, kann dann genetisch so programmiert werden , dass er die unnatürliche Aminosäure auf übliche Weise in ein gewünschtes Protein einbaut , wobei das Nonsense-Codon nun für die unnatürliche Aminosäure kodiert. Normalerweise muss die unnatürliche Aminosäure selbst im Labor synthetisiert und dem Organismus durch Zugabe zum Wachstumsmedium des Organismus zugeführt werden. Die unnatürliche Aminosäure muss auch durch die Zellmembran des Organismus in das Innere des Organismus gelangen können.

Mehr als siebzig nichtnatürliche Aminosäuren wurden in Bakterien, Hefen und Säugerzellen genetisch kodiert, einschließlich photoreaktiver, chemisch reaktiver, fluoreszierender, spinaktiver, sulfatierter, vorphosphorylierter und metallbindender Aminosäuren. Diese Technologie ermöglicht es Chemikern, die Eigenschaften von Proteinen in vitro oder in vivo zu untersuchen und zu verändern, indem sie neue, im Labor synthetisierte chemische Einheiten spezifisch in jede gewählte Stelle eines beliebigen Proteins von Interesse lenken.

Es wurde ein bakterieller Organismus generiert, der aus basischen Kohlenstoffquellen eine neuartige, bisher unnatürliche Aminosäure (p-Aminophenylalanin) biosynthetisiert und in seinen genetischen Code einschließt. Dies ist das erste Beispiel für die Schaffung eines autonomen Organismus mit einundzwanzig Aminosäuren.

Unnatürliche genetische Informationen

Die Gruppe von Schultz hat kürzlich Bakterien geschaffen, deren Chromosomen unnatürliche DNA-Basen enthalten, und Bakterien, deren Chromosomen Hybride sind, die sowohl RNA als auch DNA enthalten.

Ursprünge der Mitochondrien

Um Details der traditionell akzeptierten Hypothese zu untersuchen, dass Mitochondrien entstanden, als unabhängige Bakterien, die zum respiratorischen (sauerstoffabhängigen) Stoffwechsel fähig waren, sich in Wirtszellen niederließen, die zuvor nur zur Fermentation (Stoffwechsel ohne Verwendung von Sauerstoff) in der Lage waren, und sich entwickelten, um In einer symbiotischen Beziehung mit ihnen hat die Gruppe von Schultz Bakterien geschaffen, die in der Lage sind, in Hefezellen zu überleben und eine symbiotische Beziehung mit den Wirts-Hefezellen aufrechtzuerhalten, indem sie Reaktionen ausführen, die die Hefezellen ohne die Bakterien nicht katalysieren können. Ein Ziel dieser Arbeit ist es, die Hefe-Bakterien-Hybride zu kultivieren und zu sehen, ob sich das Bakteriengenom entwickelt, um die gegenseitigen Vorteile seiner chemischen Interaktionen mit den Wirtszellen zu erhöhen, wie es im Laufe der Zeit bei Mitochondrien der Fall war.

Kommerzielle Aktivitäten

Er ist Gründer des Affymax Research Institute, Symyx Technologies , Syrrx, Kalypsys, Phenomix, Ilypsa, Ambrx und Wildcat Discovery Technologies.

Veröffentlichungen und Rücknahmen

Schultz hat rund 500 Artikel verfasst.

Eine seiner Veröffentlichungen aus dem Jahr 2013 PNAS über die Herstellung stabilerer Antikörper wurde aufgrund verdächtiger Daten von Co-Autor Shiladitya Sen zurückgezogen:

  • Wang, F; Sen, S; Zhang, Y; Ahmed, ich; Zhu, X; Wilson, IA; Smider, VV; Magliery, TJ; Schultz, PG (12. März 2013). "Somatische Hypermutation erhält die thermodynamische Stabilität des Antikörpers während der Affinitätsreifung" . 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 .Hinweis zur Retraktion: "Retraktion für Wang et al., Somatische Hypermutation erhält die thermodynamische Stabilität des Antikörpers während der Affinitätsreifung aufrecht" . Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften . 114 (37): E7855. 12. September 2017. doi : 10.1073/pnas.1712805114 . PMC  5604045 . PMID  28874538 .

Zwei Veröffentlichungen aus seinem Labor, die 2004 veröffentlicht wurden, eine in Science und eine im Journal of the American Chemical Society , wurden 2009 zurückgezogen und bezogen sich auf Arbeiten im Shultz-Labor von einem Postdoc, Zhiwen Zhang, über den Einbau nicht-nativer glykosylierter Aminosäuren in Proteine. Wäre es gelungen, hätte diese Methode zu einem unverzichtbaren Werkzeug werden können, um die Funktionen von Kohlenhydrat-Anlagerungen an Proteine ​​zu untersuchen; Die Arbeit konnte jedoch nicht repliziert werden, und als das Labor die entsprechenden Notizbücher suchte, fehlten sie. Im Laufe der Ermittlungen erhielt Zhang E-Mails und Telefonanrufe, in denen er erpresst wurde, und irgendwann schrieb die Person, die dies tat, an mehrere Institutionen und Science und sagte, dass er oder sie Selbstmord begehen werde. Das Labor identifizierte das Problem schließlich als Missverständnis der Funktion eines Schlüsselenzyms, das in den Experimenten verwendet wurde. Die Papiere waren:

Auszeichnungen

Schultz ist Mitglied der National Academy of Sciences, USA (1993), des Institute of Medicine der National Academy of Sciences (1998).

Verweise

Externe Links