Earl Wilbur Sutherland Jr. - Earl Wilbur Sutherland Jr.

Earl Wilbur Sutherland Jr.
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Nato ( 1915/11/19 ) 19 novembre 1915
Burlingame, Kansas , Stati Uniti
Morto 9 marzo 1974 (1974/03/09) (58 anni)
Miami, Florida , Stati Uniti
Nazionalità americano
Alma mater Washington University di St.Louis ( MD )
Washburn University ( BS )
Conosciuto per Epinefrina , AMP ciclico
Premi Premio internazionale della Fondazione Gairdner (1969)
Premio Albert Lasker per la ricerca medica di base (1970)
Premio Dickson (1971)
Premio Nobel per la fisiologia o la medicina (1971)
Medaglia nazionale della scienza (1973)
Carriera scientifica
Campi Biochimica
Istituzioni Vanderbilt University , Case Western Reserve University , Washington University School of Medicine
Studenti di dottorato Ferid Murad
Influssi Carl Cori , Gerty Cori

Earl Wilbur Sutherland Jr. (19 novembre 1915-9 marzo 1974) è stato un farmacologo e biochimico americano nato a Burlingame, Kansas . Sutherland ha vinto un Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina nel 1971 "per le sue scoperte riguardanti i meccanismi di azione degli ormoni", in particolare l' adrenalina , tramite secondi messaggeri , vale a dire l'adenosina monofosfato ciclico , o AMP ciclico.

Primi anni di vita

Sutherland è nato il 19 novembre 1915 a Burlingame , Kansas . Il secondo più giovane di sei figli, è stato allevato da sua madre, Edith M. Hartshorn, e da suo padre, Earl W. Sutherland. Sebbene suo padre, originario del Wisconsin , avesse frequentato il Grinnell College per due anni, alla fine condusse uno stile di vita agrario che lo portò sia in New Mexico che in Oklahoma prima di stabilirsi a Burlingame per crescere una famiglia. Edith, nativa del Missouri , aveva una formazione infermieristica in quello che veniva chiamato un "college femminile". Per provvedere alla famiglia, il padre di Sutherland gestiva un deposito di merci secche, dove dava lavoro a ciascuno dei suoi figli. Sutherland iniziò a pescare all'età di cinque anni, e questo divenne un passatempo che gli piacque per la maggior parte della sua vita. Come studente delle superiori, Sutherland ha giocato ed eccelleva in diversi sport, tra cui tennis , basket e calcio .

Formazione scolastica

Nel 1933, all'età di 17 anni, Sutherland si iscrisse al Washburn College , una scuola situata a Topeka , Kansas, e iniziò a conseguire un Bachelor of Science . Per pagare le tasse scolastiche, ha lavorato durante i suoi anni universitari come assistente del personale medico presso un ospedale locale. Sutherland si laureò nel 1937, all'età di 21 anni. Fu quindi ammesso alla Washington University School of Medicine di St. Louis, Missouri , dove sviluppò un forte tutoraggio con Carl Ferdinand Cori . Nel 1942, Sutherland si laureò con un dottore in medicina .

Esperienza professionale e ricerca

Nel 1940, mentre studiava alla Washington University School of Medicine, Sutherland ebbe il suo primo incontro con la ricerca come assistente in farmacologia nel laboratorio di Carl Ferdinand Cori, che vinse un Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina nel 1947 per la sua scoperta del meccanismo del metabolismo del glicogeno . Sotto la guida di Cori, Sutherland ha condotto una ricerca sugli effetti degli ormoni epinefrina e glucagone sulla scomposizione del glicogeno in glucosio. Nel 1942, ha lavorato come stagista presso il Barnes Hospital della Washington University.

Dopo aver conseguito la laurea in medicina presso la Washington University nel 1942, Sutherland prestò servizio come medico dell'esercito della seconda guerra mondiale . Tornò alla Washington University nel 1945, dove continuò a fare ricerca nel laboratorio di Cori. Sutherland accredita la sua decisione di intraprendere una carriera di ricerca, invece di entrare nella professione medica, al suo mentore Cori.

Sutherland ha conseguito vari titoli di insegnamento durante il suo periodo presso la Washington University School of Medicine, tra cui istruttore di farmacologia (1945-1946), istruttore di biochimica (1946-1950), assistente professore di biochimica (1950-52) e professore associato di biochimica (1952–53).

Nel 1953, Sutherland si trasferì a Cleveland , Ohio , per un posto come professore di farmacologia e presidente del dipartimento di farmacologia presso la scuola di medicina della Case Western Reserve University (ex Western Reserve University). Lì, ha collaborato con Theodore W. Rall, anche un professore di farmacologia, che sarebbe diventato un partner di ricerca per tutta la vita. Insieme, hanno condotto ulteriori ricerche sul meccanismo dell'azione degli ormoni a livello molecolare. Durante i suoi dieci anni alla Case Western Reserve University, Sutherland ha fatto diverse scoperte rivoluzionarie che hanno portato all'identificazione dell'adenosina monofosfato ciclico , o AMP ciclico, e al suo ruolo di messaggero secondario .

Nel 1963, Sutherland divenne professore di anatomia alla Vanderbilt University School of Medicine di Nashville , nel Tennessee . La sua posizione gli ha permesso di dedicare più tempo alla sua ricerca. Ha continuato il suo lavoro sull'AMP ciclico, ricevendo il sostegno finanziario dalla Career Investigatorship assegnatagli dall'American Heart Association nel 1967. Ha mantenuto il titolo di insegnante alla Vanderbilt University fino al 1973.

Scoperta dell'AMP ciclico

Mentre lavorava nel laboratorio di Cori, Sutherland, con l'aiuto dei suoi collaboratori, fece diverse scoperte riguardanti il ​​meccanismo del metabolismo del glicogeno che, anni dopo, lo portarono alla scoperta dell'attività biologica dell'AMP ciclico. Il laboratorio di Cori aveva precedentemente stabilito il meccanismo di base del metabolismo del glicogeno, per il quale è stato insignito del Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina . Sutherland ha contribuito a identificare l'importanza della fosforilasi epatica (LP) nel processo di glicogenolisi . Dei tre enzimi di base coinvolti nella glicogenolisi, ha scoperto che LP limitava la velocità, il che significa che la progressione del metabolismo del glicogeno dipende da questo enzima. LP sarebbe diventato l'oggetto della sua ricerca per i prossimi anni, ed è stato attraverso la sperimentazione sull'LP e l' interazione ormonale che è stata fatta la sua scoperta più famosa.

Dopo aver identificato l'importanza di LP, Sutherland trasferì i suoi sforzi di ricerca alla Western Reserve University. Lì, ha lavorato in collaborazione con Ted Rall, Walter D Wosilait e Jacques Berthet per pubblicare una serie di articoli sul Journal of Biological Chemistry intitolati "The Relationship of Epinephrine and Glucagon to Liver Phosphorylase", in quattro parti. Questi quattro documenti documentano la purificazione di LP e l'analisi di molte delle sue proprietà. In primo luogo, è stato determinato che l'attività enzimatica di LP dipende dall'aggiunta o dalla rimozione di un gruppo fosfato , un processo chiamato fosforilazione . In un esperimento successivo, hanno dimostrato che più fosfato viene assorbito nelle fette di fegato quando vengono aggiunti epinefrina e glucagone, suggerendo che questi ormoni promuovessero la fosforilazione di LP, attivando l'enzima. I risultati di un articolo successivo della serie hanno suggerito che questa fosforilazione e attivazione di LP fosse il risultato dell'azione della fosforilasi chinasi . Questa serie ha anche studiato l'inattivazione della fosforilasi epatica e ha caratterizzato un enzima inizialmente chiamato enzima inattivante LP, che funziona scindendo il gruppo fosfato. Questo enzima è stato successivamente ribattezzato fosfatasi fosforilasi epatica. Questi articoli hanno anche caratterizzato LP in termini di peso molecolare e altri fattori. Durante la loro analisi, hanno trovato il risultato inaspettato che l'attivazione di LP è aumentata con l'aggiunta di 5-AMP, che è un precursore di cAMP; tuttavia, questo non era noto al momento.

Il quarto articolo pubblicato in questa serie, intitolato "The Relationship of Epinephrine and Glucagon to Liver Phosphorylase: IV Effect of Epinephrine and Glucagon on the Reactivation of Phosphorylase in Liver Homogenates", è uscito nel 1956 ed è stato il più influente e innovativo di quelli pubblicati . In questo articolo, Sutherland e associati hanno approfondito la loro ricerca sull'adrenalina e il glucagone. La chiave del successo di questo esperimento era l'uso di un omogenato di cellule epatiche piuttosto che di cellule epatiche intatte, come avevano fatto nei loro esperimenti precedenti. Il consenso generale tra i ricercatori a quel tempo era che lo studio degli ormoni era possibile solo utilizzando cellule intatte; questo è stato il primo caso in cui è stata studiata una via ormonale utilizzando un omogenato cellulare. Sutherland ei suoi coautori sono stati in grado di osservare effetti simili nell'omogenato di fegato a quelli osservati nelle fette di fegato intero. Ancora più importante, sono stati in grado di osservare questa risposta in due fasi. Questa risposta di stadio è stata caratterizzata dalla frazione di particolato che produce un fattore di stabilità al calore sconosciuto in presenza degli ormoni epinefrina e glucagone. Questo fattore stimola poi la formazione della fosforilasi epatica in una frazione dell'omogenato dove gli ormoni non sono presenti. Questo fattore di stabilità al calore sconosciuto, che è stato prodotto in presenza di ormoni e che alla fine ha portato alla formazione secondaria di fosforilasi epatica, è stato successivamente chiamato AMP ciclico.

Anche se la scoperta dell'AMP ciclico e l'idea dei secondi messaggeri erano di grande importanza per il mondo della medicina, le scoperte di Sutherland furono effettivamente raggiunte attraverso faticosi tentativi ed errori. Innanzitutto, Sutherland e Ted Rall erano convinti che un omogenato di saccarosio di cellule epatiche fosse assolutamente necessario per mantenere le loro cellule sane e proliferanti. Questa inferenza è stata fatta da Rall dalla sua esperienza nello studio dei mitocondri , che hanno risposto bene a questi omogenati di saccarosio; tuttavia, non aveva nulla a che fare con ciò che si stava studiando in quel momento. Si è scoperto che questo saccarosio non era necessario per l'omogenato e una volta che hanno impostato l'esperimento senza saccarosio sono stati in grado di vedere risultati più efficaci. In secondo luogo, Sutherland inizialmente credeva che ci fosse qualcosa di vitale nella cellula intatta e che l'interruzione della sua struttura non avrebbe prodotto alcun effetto ormonale. Tuttavia, dopo qualche discussione, Rall aveva convinto Sutherland a usare omogenati di fegato. Dopo aver assistito a quasi un raddoppio del tasso di attivazione di LP, sapevano che questa convinzione che mantenere le cellule intatte fosse cruciale per studiare gli effetti degli ormoni non era necessariamente vera, almeno in questo caso. Infine, Sutherland aveva deciso di ignorare la richiesta di Jacques Berthet di condurre lo stesso esperimento utilizzando una tecnica di laboratorio adeguata, in particolare il Lehninger Hard Pour, dove il materiale surnatante veniva decantato versando il liquido in un'altra provetta una volta che la frazione di particolato raggiungeva la sommità dell'originale. tubo. Berthet non solo ha richiesto che questa fase della procedura fosse eseguita attraverso un'attenta aspirazione, ma ha anche criticato la mancanza di specificità durante la centrifugazione rispetto all'altezza della sospensione, al numero di giri e al tempo. La disponibilità di Sutherland e dei suoi collaboratori a modificare le loro procedure sperimentali e le ipotesi sbagliate ha permesso loro di fare le scoperte che hanno fatto.

Vita privata

Sutherland sposò Mildred Rice nel 1937, lo stesso anno in cui si laureò al Washburn College . Nel 1944, durante la seconda guerra mondiale , Sutherland fu chiamato in servizio come chirurgo di battaglione sotto il generale George S. Patton, e in seguito fu inviato in Germania , dove prestò servizio come medico personale in un ospedale militare fino al 1945. Aveva due figli e una figlia con Mildred Rice.

Nel 1962, Sutherland ha divorziato dalla sua prima moglie. Un anno dopo, quando divenne professore di fisiologia alla Vanderbilt University , Sutherland sposò la dottoressa Claudia Sebeste Smith, assistente del preside dell'università e rimasero insieme per il resto della vita di Sutherland.

Premi e risultati

Nel 1952, Sutherland ricevette il Banting Memorial Lectureship e, nel 1953, fu eletto presidente del Dipartimento di Farmacologia della Case Western Reserve University a Cleveland, Ohio. È stato insignito della posizione di Career Investigator presso l' American Heart Association nel 1967 ed è stato eletto membro della National Academy of Sciences nel 1973.

Sutherland era anche membro di varie società scientifiche che includevano l'American Society of Biological Chemists, l' American Chemical Society , l' American Society for Pharmacology and Experimental Therapeutics , l' American Association for the Advancement of Science e Sigma Xi . Dal 1951 al 1956, Sutherland è stato membro del comitato editoriale del Biochemical Preparations Journal. Il comitato editoriale del Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics ricercato è l'attenzione dal 1957 al 1958.

Dopo la morte di Sutherland, nel 1974, la Miller School of Medicine istituì la Sutherland Memorial Lecture. Nel 1976, la Vanderbilt University ha creato il Sutherland Prize che viene assegnato ogni anno a un membro della facoltà il cui lavoro ha ottenuto consensi e rispetto nazionali, se non internazionali. I destinatari ricevono $ 5.000 e il loro nome è inciso su una ciotola d'argento. Vanderbilt ha onorato Sutherland nel 1997 iniziando una conferenza su Sutherland e di nuovo nel 2001 con la creazione della Sutherland Chair of Pharmacology. Heidi E. Hamm, un membro della facoltà di Vanderbilt, è stata nominata a questa posizione al momento della sua istituzione e mantiene ancora questo titolo.

Più tardi la vita

Nel 1973, dopo aver trascorso 10 anni alla Vanderbilt University , Sutherland si trasferì a Miami, in Florida, dove entrò a far parte della facoltà della Leonard M. Miller School of Medicine come illustre professore di biochimica. Ha continuato a essere coinvolto in nuove ricerche su adenosina monofosfato e guanosina monofosfato , co-autore di quattro articoli nel solo 1973.

Il 9 marzo 1974, Sutherland morì di emorragia interna a causa di complicazioni chirurgiche dopo aver subito una massiccia emorragia esofagea . Aveva 58 anni.

Riferimenti

link esterno