Rudolf Schönheimer - Rudolph Schoenheimer

Rudolf Schönheimer
Geboren	10. Mai 1898 Berlin , Deutschland
Ist gestorben	11. September 1941 (43 Jahre alt) ( 1941-09-12 ) Yonkers , New York, USA
Staatsangehörigkeit	Deutsch/Amerikanisch
Alma Mater	Friedrich-Wilhelm-Universität
Bekannt für	Isotop - Tagging von Biomolekülen
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder	Biochemie
Institutionen	Universität von Columbia
Beeinflusst	Peter D. Klein, Ph.D.

Rudolf Schoenheimer (10. Mai 1898 - 11. September 1941) war ein deutsch-amerikanischer Biochemiker , der die Technik der Isotopenmarkierung / Markierung von Biomolekülen entwickelte , die eine detaillierte Untersuchung des Stoffwechsels ermöglichte . Diese Arbeit zeigte, dass sich alle Bestandteile eines Organismus in einem ständigen Zustand chemischer Erneuerung befinden.

In Berlin geboren , studierte er nach dem Medizinstudium an der dortigen Friedrich-Wilhelms-Universität weiterführende organische Chemie an der Universität Leipzig und studierte anschließend Biochemie an der Universität Freiburg, wo er zum Leiter der Physiologischen Chemie aufstieg.

Das akademische Jahr 1930/31 verbrachte er an der University of Chicago.

1933, nach der Machtübernahme der Nationalsozialisten, emigrierte er aus Deutschland an die Columbia University , um an der Fakultät für Biologische Chemie zu arbeiten. In Zusammenarbeit mit David Rittenberg vom radiochemischen Labor von Harold C. Urey und später zusammen mit Konrad Bloch verwendeten sie stabile Isotope, um Lebensmittel zu markieren und ihren Stoffwechsel in Lebewesen zu verfolgen.

Er stellte außerdem fest, dass Cholesterin ein Risikofaktor für Arteriosklerose ist .

Er litt zeitlebens an manischen Depressionen, die dazu führten, dass er 1941 mit Zyanid Selbstmord beging . Er war mit der Bitte geehrt worden, vor seinem Tod die Dunham Lecture in Harvard zu halten. Es wurde ihm nach seinem Tod vorgelesen.

Frühes Leben und Ausbildung

Rudolf Schönheimer wurde geboren Berlin , Deutschland am 10. Mai 1898. Er war der Sohn von Gertrude Edel und Hugo Schoenheimer, der ein war Arzt . Er war Jude, aber seine Familie konvertierte zum Christentum. Er besuchte die örtlichen Schulen in Berlin , bevor sie aus dem Dorotheen-Stadtische Gymnasium in 1916. Abschluss Nach seinem Abschluss Schoenheimer in die Abfassung deutschen Armee . Während des Ersten Weltkriegs diente er zwei Jahre lang in der Artillerie an der Westfront . Nach seinem Kriegsdienst begann er ein Medizinstudium an der Universität Berlin . 1922 promovierte er zum Dr. med. Seine Dissertation trug den Titel „Über die experimentelle Cholesterinkrankheit der Kaninchen“. Anschließend war er ein Jahr als Pathologe im Krankenhaus Moabit in Berlin tätig . Während dieser Zeit setzte er seine wissenschaftlichen Forschungen fort und untersuchte die Entstehung von Arteriosklerose bei Tieren durch die Verabreichung von Cholesterin .  

1924 begann Schönheimer sein 3-jähriges Studium an der Universität Leipzig in einem Programm zur Vertiefung seiner Kenntnisse in Chemie . Das Programm wurde von der Rockefeller Foundation gefördert und von Karl Thomas, Professor für physiologische Chemie an der Universität Leipzig, gelehrt. Während seiner Leipziger Zeit konnte Schönheimer eine Methode zur Synthese von Peptiden entwickeln .

Karriere

Nach Beendigung seines Studiums in Leipzig begann er eine einjährige Tätigkeit am Klinikum Moabit in Berlin als niedergelassener Pathologe. In dieser Zeit begann er seine Forschungen und Studien zum Thema Arteriosklerose . Seine ersten veröffentlichten Arbeiten aus dieser Zeit beschäftigten sich mit der Entwicklung von Atherosklerose bei Versuchstieren bei Verabreichung von Cholesterin. Außerdem arbeitete er im Labor von Peter Rona am Städtischen Krankenhaus Berlin.

1926 wurde Schönheimer von Ludwig Aschoff an die Universität Freiburg eingeladen . Dort arbeitete er als Assistenzprofessor. Die Untersuchung von pathologischem Material gehörte zu seinen Arbeitsaufgaben. Während dieser Zeit hat er auch erforscht Atherosklerose und die Rolle von Nahrungscholesterin in ihrer Entwicklung. Er wurde 1927 aktiv und 1931 Titularleiter seiner Abteilung.

1930 bis 1931 war Schönheimer in den USA als Douglas Smith Fellow an der University of Chicago . In dieser Zeit kam Schönheimer in Kontakt mit der Josiah Macy Jr.-Stiftung. Später im Jahr 1931 begann die Macy Foundation, deren Präsident Ludwig Kast war, Schönheimer bei seinen Atherosklerose-Studien zu unterstützen. Nach seinem Stipendium kehrte er als Leiter des Lehrstuhls für Pathologische Chemie an die Universität Freiburg zurück.  

Columbia-Universität: 1933-1934

Im April 1933 emigrierte Schönheimer in die Vereinigten Staaten als Reaktion auf die Politik des NS- Regimes, jüdische Fakultäten an Universitäten zu entlassen. Er wurde als Assistenzprofessor an der Columbia University angeboten , wo er neben Walter M. Sperry und David Rittenberg seine Forschungen zum Stoffwechsel und zur Cholesterinsynthese fortsetzte .

1933 geriet Deutschland in eine politische Krise und erlebte den Aufstieg Hitlers und der NSDAP , was Schönheimer zur Emigration in die USA führte . Schönheimer hatte jüdisches Erbe, dessen er sich bewusst war, obwohl seine Familie zum Christentum konvertiert war . Schoenheimer hatte eine jüdische Jugendbewegung verbunden und wurde in der aktiv beteiligt Zionistischen Organisation folgenden WW1 . Aufgrund der damaligen Situation in Deutschland und der Entlassung jüdischer Fakultäten durch die Nazi-Politik war es unwahrscheinlich, dass Schönheimer in Deutschland leben würde. Ludwig Kast wurde über diese Situation informiert und kontaktierte im Auftrag von Schönheimer US-Universitäten, Cornell und Columbia . Hans T. Clarke, der Vorsitzende der Abteilung für biologische Chemie an der University of Columbia , lud Schönheimer ein, an der Universität zu arbeiten. Er begann seine Tätigkeit am Lehrstuhl für Biologische Chemie als wissenschaftlicher Mitarbeiter. Während seiner Tätigkeit bei Columbia stellte die Josiah Macy Foundation sein Gehalt und seine Forschungsunterstützung zur Verfügung. An der Columbia hatte Schönheimer unter anderem ähnliche Interessen in der Biochemie und wollte diese in Richtung organische Chemie bewegen .

Wissenschaftliche Arbeit

Schoen die wissenschaftliche Arbeit dazu beigetragen, Biochemie und Stoffwechsel- Studien mit seinem bedeutendsten Werk ist die Anwendung von Isotopen für die Untersuchung von Intermediär - Stoffwechsel . Schönheimers frühere wissenschaftliche Arbeit in den 1920er Jahren konzentrierte sich auf die Physiologie und Pathologie von Sterolen .

Frühes Werk: 1924-1933

1926 entwickelte Schönheimer während seines Studiums an der Universität Leipzig eine Methode zur Synthese von Peptiden. Von 1903 bis 1909 hatte die wissenschaftliche Arbeit von Emil Fischer die Synthese vieler Peptide veranlasst , jedoch waren seiner Methode Grenzen gesetzt. Fischer verwendete ein Halogenacylaminosäurehalogenid-Kupplungsverfahren. Es wurde eine geeignete Methode benötigt, bei der eine Aminoblockierungsgruppe durch einen nichthydrolyptischen Prozess entfernt wurde. Diese Methode wurde zuerst von Rudolph Schoenheimer vorgeschlagen, als er frühere Erkenntnisse von Michel Bergmann nutzte, die zeigten, dass mit einer Mischung aus Iodwasserstoff und Phosphoniumiodid p-Toluolsulfonylaminosäuren reduktiv detosyliert werden können. Schoenheimer verwendete das von Theodor Curtius eingeführte Azid-Kupplungsverfahren und das von Emil Fischer eingeführte Säurechlorid-Verfahren , um mehrere Peptide herzustellen.  

1929 untersuchte Schoenheimer, wie verschiedene Sterole die Cholesterinablagerung bei Kaninchen beeinflussten. Es wurde angenommen, dass nur Pflanzen in der Lage sind, komplexe Verbindungen zu synthetisieren, während Tiere gezwungen waren, diese Verbindungen indirekt aus Pflanzen zu gewinnen. Es wurde auch davon ausgegangen, dass bei der Anpassung dieser Verbindungen an spezifische Anforderungen nur geringe chemische Änderungen erforderlich sind. Frühere Cholesterin-Bilanz-Studien zeigten, dass Tiere unter bestimmten Bedingungen die Fähigkeit besitzen könnten, Cholesterin zu bilden , da entdeckt wurde, dass in Stoffwechselstudien manchmal negative Bilanzen vorliegen, bei denen mehr Sterol ausgeschieden als konsumiert wird. Diese Beobachtungen zeigten nicht, ob das im tierischen Körper vorhandene Cholesterin auf Synthese zurückzuführen war oder ob es tatsächlich aus pflanzlicher Nahrung stammte. Die Umwandlung von Pflanzensterinen in Cholesterin im Körper eines Tieres erfordert, dass das Sterol resorbierbar ist. Dies ist die Vorstellung, die Schönheimer in seinen Experimenten untersuchte. Eines seiner Experimente bestand darin, einer Gruppe von Kaninchen zwei verschiedene Diäten zu verabreichen . Kaninchen reagieren empfindlich auf eine Diät, die Cholesterin enthält , und ihre körperlichen Reaktionen, insbesondere die der Aorta, zeigen eine Veränderung, die ähnlich der menschlichen Arteriosklerose ähnelt . In dem Experiment enthielt eine Diät eine große Menge an Sito-Sterol, einer Art Pflanzensterin. Die andere Diät enthielt Cholesterin . Die Beobachtungen des Experiments zeigten, dass die Theorien von Schönheimer und seinen Mitarbeitern, dass Pflanzensterine nicht resorbierbar seien, wahrscheinlich waren. Weitere Studien wurden durchgeführt und die Ergebnisse kamen zu dem Schluss, dass Pflanzensterine nicht resorbierbar sind und daher Tiere mit rein pflanzlicher Ernährung das für ihr Gewebe notwendige Cholesterin synthetisieren müssen, da sie kein resorbierbares Cholesterin erhalten. In dieser Zeit wurde Schönheimer bewusst, dass Cholesterin einen Zwischenstoffwechsel hat und mit anderen Sterinen chemisch nicht umsetzbar ist . In einem seiner späteren Experimente mit Sterolen entdeckte er einen kleinen Prozentsatz eines Sterols , Dihydrocholesterin, in tierischem Gewebe. Er untersuchte diesen Befund an einem Hund, der zeigte, dass im Gewebe Dihydrocholesterin gebildet wurde. Dieser Befund zeigte Schönheimer, dass Cholesterin ein aktiver Metabolit ist. Schoenheimer und seine Mitarbeiter untersuchten auch Ergosterol und sein Verhalten im Körper von Ratten, Mäusen und Kaninchen. Die Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass Egro-Sterol nicht resorbierbar war. Diese Forschung prägte Schönheimers wissenschaftliche Laufbahn und seinen Forschungsweg.

Späteres Werk: 1933-1941

1933 emigrierte Schönheimer in die USA , wo seine wissenschaftlichen Forschungen andere Schwerpunkte setzten. Vor seiner Auswanderung wurde seine Arbeit konzentrierte sich hauptsächlich auf den Stoffwechsel von Cholesterin. Im Jahr 1934 begann Schoen seine Arbeit an Vermittler Stoffwechsel und wie stabile Isotope könnten auf die Studie angewendet werden. Schönheimer arbeitete an der Seite von David Rittenburg und später Konrad Bloch . Schoenheimer und seine Kollegen begannen ihre Forschungen mit Experimenten mit Deuterium . Deuterium , ein stabiles Wasserstoffisotop, wurde 1932 vom Physikochemiker Harold Urey entdeckt . Eine der Methoden, die in dem Experiment verwendet wurden, beinhaltete, dass Tieren schweres Wasser verabreicht wurde, um das in den verschiedenen Bestandteilen des Körpers vorhandene Deuterium zu analysieren . Dies deutete darauf hin, welche Art von Substanzen den in Körperflüssigkeiten vorhandenen Wasserstoff nutzten, und enthüllte die Rolle des Wassers bei Stoffwechselprozessen. Ihr Experiment lieferte auch Informationen über den Abbauprozess deuteriumhaltiger Lipidverbindungen bei Versuchstieren. Vor dieser Studie wurde angenommen, dass Tiere Fette direkt aus Lebensmitteln verwerten, die sie kürzlich aufgenommen hatten, und dass Fettreserven nur bei Hunger verwendet wurden. Das Experiment zeigte, dass Fettsäuren auch während des Hungers in Körperdepots gespeichert blieben.  

Schoenheimer und seine Kollegen begannen daraufhin mit einer Untersuchung des Proteinstoffwechsels unter Verwendung des Stickstoffisotops, sobald es verfügbar wurde. Schönheimer und sein Kollege David Rittenberg analysierten, wie synthetisierte , stickstoffhaltige Aminosäuren im Körper eines Tieres funktionieren. Sie verwendeten erwachsene Ratten als Versuchsobjekt und fügten ihrer Ernährung Aminosäuren hinzu , die aus isotopischem Ammoniak synthetisiert wurden . Wenn diese Diäten in angewendet wurden Stickstoff Gleichgewicht wurde gefunden , sie in das Gewebe eingearbeitet wurden Proteine bei einer intensiven und schnellen Rate. Es gab auch Hinweise auf eine chemische Umwandlung, da in Aminosäuren , die nach der Einnahme aus Protein isoliert wurden, schwerer Stickstoff vorhanden war . Diese chemische Umwandlung war ähnlich wie in den gezeigten Fettsäuren seiner früheren Versuche über Intermediär - Stoffwechsel . Die Ergebnisse des Experiments zeigten , dass Körperproteine in einem kontinuierlichen und dynamischen Zustand der Synthese und Abbau sind. Schönheimer und Rittenberg waren für die Entdeckung verantwortlich, dass sich Körperbestandteile in einem Zustand ständiger chemischer Erneuerung befinden, wie man ihn früher für einen statischen Zustand hielt. Experimente zum Stoffwechsel von Aminosäuren , Fettsäuren und Ausscheidungsprodukten werden verwendet, um dieses Konzept der metabolischen „Regeneration“ zu unterstützen und zu demonstrieren. Diese Moleküle durchlaufen im Körpergewebe einen Austausch- und Austauschprozess sowie andere Umwandlungen und grundlegende chemische Reaktionen. Diese Methode der Isotopenmarkierungsmoleküle aktiviert Schoenheimer und seine Kollegen verschiedene Fragen in Vermittler zu untersuchen Stoffwechsel .

In den späten 1930er Jahren hatte Schoenheimer Werk der steigenden Interesse an Vermittler beigetragen Stoffwechsel und die Isotopenmethode.

Späteres Leben und Tod

Schönheimer hatte 1937 Salome Glucksohn , eine bekannte Zoologin und Genetikerin , geheiratet . Sie wanderten zusammen in die Vereinigten Staaten aus und hatten keine Kinder. Später ließen sie sich scheiden. Schönheimer wurde eingeladen, Vorträge über seine wissenschaftlichen Arbeiten und Erkenntnisse zu halten. 1937 leitete er seine Harvey Lecture und 1941 wurde seine Dunham Lecture von seinen Kollegen in seinem Namen geleitet. Auf dem Höhepunkt seiner Karriere beging er Selbstmord, indem er in seinem Haus in Yonkers Kaliumcyanid einnahm , nachdem er mehrere Jahre lang mit Depressionen zu kämpfen hatte.

Nutzung der wissenschaftlichen Erkenntnisse Schönheimers

Schoenheimers wissenschaftliche Arbeit und seine Entwicklung von Isotopen- Tagging-Techniken ermöglichten es Biochemikern , die verschiedenen Stoffwechselwege des Körpers zu entdecken.

Schönheimer war einer der ersten Wissenschaftler , der herausfand, dass der Körper von Mensch und Tier über Prozesse der Erneuerung und Regeneration verfügt. Die von Schönheimer verwendeten Methoden und Techniken boten auch die Möglichkeit, Stoffmengen im Körper zu messen, bevor Technologien und Software für die dynamische Modellierung aufkamen.

Schoenheimers Studie zum metabolischen Gleichgewicht bei Tieren aus dem Jahr 1933 lieferte frühe Hinweise auf eine „Endprodukt-Feedback-Hemmung der Cholesterinsynthese “. In späteren Jahren wurden mit größeren Fortschritten in Wissenschaft und Technologie, einschließlich des Aufkommens radioaktiver Isotope , mehr Informationen über die Rückkopplung von Cholesterin entdeckt.

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