Klaus H. Hofmann
ক্লাউস এইচ. হফম্যান (21শে ফেব্রুয়ারি, 1911-25শে ডিসেম্বর, 1995) একজন মার্কিন জৈবিক রসায়নবিদ এবং চিকিৎসা গবেষক ছিলেন। নিউইয়র্ক টাইমস হফম্যানকে "দেহ যৌগ সংশ্লেষণের বিশেষজ্ঞ" বলে অভিহিত করেছে। একটি প্রোটোটাইপ জন্ম নিয়ন্ত্রণ পিলের সংশ্লেষণ, বায়োটিন (ভিটামিন এইচ)-এর বিচ্ছিন্নতা এবং কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যকরণ, প্যানক্রিয়াটিক প্রোটিজ ট্রিপসিনের লাইসিন নির্দিষ্টতা নির্ধারণ (একটি বৈশিষ্ট্য যা এটিকে প্রোটিন ক্রম নির্ধারণে প্রথম পছন্দের এনজাইম করে তুলেছিল), পেপটাইড হরমোনের (অ্যাড্রিনোকোর্টিকোটোপিক হরমোন-এসিটিএইচ) সম্পূর্ণ জৈবিকভাবে সক্রিয় অংশের প্রথম রাসায়নিক সংশ্লেষণ এবং রাইবোনিউক্লিজ (আরএনএজ)-এর কাঠামো-কার্যকারিতা অধ্যয়নের মাধ্যমে তাঁর কর্মজীবনকে তুলে ধরা হয়েছিল। প্রাথমিক জীবন এবং বিজ্ঞানে প্রবেশের সময় হফম্যান জার্মানিতে জন্মগ্রহণ করেছিলেন কিন্তু যখন তাঁর বাবা মারা যান, তখন তাঁর মা তাঁর এক বছরের ছেলেকে নিয়ে সুইজারল্যান্ডে তাঁর পারিবারিক বাড়িতে ফিরে আসেন। পরিবারটি ব্যবসা ভিত্তিক ছিল কিন্তু ক্লাউস বিজ্ঞানে কর্মজীবন গড়তে দৃঢ়প্রতিজ্ঞ ছিলেন। তিনি লিওপোল্ড রুজিচকার গবেষণাগারে জুরিখের ফেডারেল ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজিতে (ইটিএইচ) স্টেরয়েড রসায়ন নিয়ে পড়াশোনা করেন। এখানে তিনি আরেকজন অনুষদ সদস্য টেডিউস রেইচস্টাইনের সাথে বন্ধুত্ব গড়ে তোলেন, যার কাছ থেকে তিনি পরীক্ষাগার কৌশল শিখেছিলেন। তাঁর পোস্টডক্টরাল অভিজ্ঞতার জন্য তিনি পেপটাইড নিয়ে ম্যাক্স বার্গম্যানের সাথে কাজ করার জন্য মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র ভ্রমণ করেছিলেন, যা তাঁর জন্য একটি সম্পূর্ণ নতুন ক্ষেত্র। সেখান থেকে তিনি রাস্তার ওপারে ভিনসেন্ট ডু ভিগনিয়ডের গবেষণাগারে চলে যান যেখানে তিনি একটি নতুন ভিটামিন, বায়োটিন-এর সাথে পরিচিত হন। যুদ্ধের বছরগুলি যা মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে একটি সংক্ষিপ্ত থাকার অর্থ ছিল তা দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের ফলে অনেক দীর্ঘতর হয়ে ওঠে। শত্রু বাহিনীর দ্বারা বেষ্টিত সুইজারল্যান্ড, সুইস মিলিশিয়ার একজন কর্মকর্তা হফম্যানকে যুদ্ধের জন্য ফিরে না আসার পরামর্শ দেয়। যুদ্ধের বছরগুলি তিনি নিউ জার্সির সিবা ফার্মাসিউটিক্যাল কোম্পানিতে অতিথি হিসাবে কাজ করে কাটিয়েছিলেন। সেখান থেকে তিনি পিটসবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ে এমন এক সময়ে চলে যান যখন প্রতিষ্ঠানটি গবেষণার জন্য সুনাম অর্জনের চেষ্টা করছিল। পিটসবার্গে একটি বৈজ্ঞানিক বাড়ি কয়েক বছরের মধ্যে, স্কুল অফ মেডিসিনের ডিন, যিনি নিজে বায়োকেমিস্ট্রির অধ্যাপক, হফম্যানকে বিভাগের চেয়ারম্যান হওয়ার জন্য আমন্ত্রণ জানান। তিনি বায়োকেমিস্ট্রির সভাপতির পদ গ্রহণ করার মুহুর্ত থেকেই এটা স্পষ্ট হয়ে গিয়েছিল যে যদিও তিনি সবসময় সুইজারল্যান্ডের পুত্র থাকবেন, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র তাকে কর্মজীবনের সুযোগ দিয়েছিল যা তিনি সুইজারল্যান্ডের মতো একটি ছোট দেশে কখনও আশা করতে পারেন না। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র তাঁর স্থায়ী বাসস্থান হওয়ার কথা ছিল। পেপটাইড রসায়নের ক্রমবর্ধমান ক্ষেত্রটি তার বৈজ্ঞানিক কেন্দ্রবিন্দুতে পরিণত হয়েছিল এবং তার নিজের কথায়, তিনি এমন একটি অণুর প্রেমে পড়েছিলেন যা অ্যাড্রিনাল কর্টেক্সকে উদ্দীপিত করে এমন স্টেরয়েড তৈরি করতে পরিচিত ছিল যা তাকে রেইচস্টাইনের গবেষণাগারে এতটাই মুগ্ধ করেছিল। সেই অণুটি, যা এখনও বিচ্ছিন্ন ছিল না, এসিটিএইচ ছিল এবং প্রেমের সম্পর্কটি আজীবন ছিল। অন্যান্য এলাকায় ঘোরাঘুরি করা সত্ত্বেও তিনি এ. সি. টি. এইচ-এ ফিরে যেতে থাকেন। মৃত্যুর আগের শেষ বছরগুলিতে, তিনি এসিটিএইচ রিসেপ্টরকে আলাদা করার পদ্ধতি তৈরি করছিলেন। বৈজ্ঞানিক কৃতিত্বের ক্ষেত্রগুলি স্টেরয়েড রসায়ন ভবিষ্যতের নোবেল বিজয়ী লিওপোল্ড রুজিকা এবং জুরিখের টেডিয়াস রেইচস্টাইনের পরীক্ষাগারগুলিতে পিএইচডি ছাত্র হিসাবে, হফম্যান স্টেরয়েডের অনুমানমূলক বিল্ডিং ব্লক টেরপেন সম্পর্কিত বেশ কয়েকটি যৌগ সংশ্লেষিত করেছিলেন। এর মধ্যে একটি ছিল ডিহাইড্রোএন্ড্রোস্টেরন ডেরিভেটিভ, যা জন্ম নিয়ন্ত্রণ পিলের একটি প্রোটোটাইপ। দুর্ভাগ্যবশত এর পরবর্তী বহু বছর ধরে প্রজননের জৈবিক ভিত্তি জানা যায়নি এবং তাই এই যৌগের গুরুত্বকে স্বীকৃতি দেওয়া হয়নি। ট্রিপসিন রকফেলার ইনস্টিটিউটের ম্যাক্স বার্গম্যানের গবেষণাগারে কাজ করার সময়, এখন রকফেলার বিশ্ববিদ্যালয়, হফম্যান অ্যামিনো অ্যাসিড লাইসিনের এনালগগুলি সংশ্লেষিত করেছিলেন এবং প্রমাণ করেছিলেন যে ট্রিপসিন এনজাইমটি সেই অ্যামিনো অ্যাসিডের কার্বক্সিল গ্রুপের সাথে জড়িত সংযোগগুলি বিভক্ত করে। পরবর্তীকালে, ভিনসেন্ট ডু ভিগনিয়ডের সাথে, তিনি ক্রোমেটোগ্রাফির নতুন উন্নত কৌশলটি ব্যবহার করেছিলেন যা তিনি জুরিখে ছাত্র থাকাকালীন শিখেছিলেন, বায়োটিনকে পৃথক করতে এবং তারপর স্ফটিকায়িত করতে। এই কাজটি একটি থিম শুরু করে যা জৈবিকভাবে সক্রিয় কাঠামোতে সালফারের গুরুত্ব নির্ধারণের জন্য তাঁর কর্মজীবন জুড়ে অব্যাহত ছিল। তিনি এটি পেপটাইডগুলিতেও প্রয়োগ করেছিলেন। পেপটাইড সংশ্লেষণ/এসিটিএইচ একটি সক্রিয় পেপটাইড হরমোনের প্রথম রাসায়নিক সংশ্লেষণ, নয়টি অ্যামিনো অ্যাসিড সাইক্লিক পেপটাইড, অক্সিটোসিন, 1954 সালে ডু ভিগনিয়াড দ্বারা অর্জন করা হয়েছিল যার জন্য তাকে নোবেল পুরস্কার প্রদান করা হয়েছিল। একই সময়ে, পূর্ববর্তী পিটুইটারি হরমোন, এসিটিএইচ-এর বিচ্ছিন্নতা এবং কাঠামো নির্ধারণ তিনটি পরীক্ষাগারে অনুসরণ করা হচ্ছে। পেপটাইডটি শেষ পর্যন্ত দৈর্ঘ্যে 39টি অ্যামিনো অ্যাসিড হিসাবে নির্ধারিত হয়েছিল, তবে এনজাইম্যাটিক এবং হালকা অ্যাসিড বিভাজন থেকে বোঝা যায় যে শুধুমাত্র প্রথম 24টি অ্যামিনো অ্যাসিডের সমন্বয়ে গঠিত একটি কাঠামোর সম্পূর্ণ জৈবিক ক্রিয়াকলাপ ছিল। এটি শুরু থেকেই স্পষ্ট ছিল যে এসিটিএইচ-এ অ্যামিনো অ্যাসিড আর্জিনিন রয়েছে এবং এইভাবে এই মৌলিক অ্যামিনো অ্যাসিডকে পেপটাইডগুলিতে অন্তর্ভুক্ত করার জন্য পদ্ধতিগুলি বিকাশ করতে হয়েছিল। হফম্যান এবং তার দল এই কাজ শুরু করে। তাদের প্রচেষ্টা মেলানোসাইট উদ্দীপক হরমোন, β-MSH সংশ্লেষণের দিকে পরিচালিত করে, যা ACTH-এর প্রথম 13 টি অ্যামিনো অ্যাসিডের সাথে মিলে যায় এবং প্রথম 23 টি অ্যামিনো অ্যাসিডের অ্যামিনো অ্যাসিড ক্রমের সাথে সম্পর্কিত একটি সম্পূর্ণ সক্রিয় ACTH পেপটাইড সংশ্লেষণের দিকে পরিচালিত করে। এসিটিএইচ-এ পেপটাইড সিন্থেটিক কাজের সময়, তরল অ্যামোনিয়ায় ধাতব সোডিয়াম ব্যবহার করে সুরক্ষা গোষ্ঠীগুলি অপসারণ করার সময় একটি অ্যাসাইল-প্রোলাইন সংযোগে একটি অভিনব চেইন ক্লিভেজ লক্ষ্য করা গেছে। এই অপ্রত্যাশিত প্রতিক্রিয়া পরবর্তীকালে বিশেষ বিশ্লেষণাত্মক ক্ষেত্রে কার্যকর প্রমাণিত হয়েছে। 1959 সালে, ফ্রেড রিচার্ডস আবিষ্কার করেন যে একটি প্রোটোলাইটিক উৎসেচক, সাবটিলিসিন, রাইবোনিউক্লিজ এ উৎসেচককে দুটি উপাদানে বিভক্ত করার ক্ষমতা রাখে, একটি পেপটাইড উৎসেচকের প্রথম 20টি অ্যামিনো অ্যাসিড (এস-পেপটাইড) এবং অবশিষ্ট প্রোটিন (এস-প্রোটিন)। যখন একে অপরের থেকে পৃথক করা হয়, তখন প্রতিটি টুকরো নিষ্ক্রিয় ছিল কিন্তু যখন সেগুলি কেবল একসাথে মিশ্রিত করা হয়, তখন সম্পূর্ণ এনজাইম্যাটিক ক্রিয়াকলাপ পুনরুদ্ধার করা হয়। হফম্যান অনুমান করেছিলেন যে এই পদ্ধতিটি পেপটাইড হরমোনগুলি তাদের রিসেপ্টরগুলির সাথে যেভাবে যোগাযোগ করে তার একটি মডেল হতে পারে। পুরো প্রাণীর ক্রিয়াকলাপ মূল্যায়ন করার প্রয়োজনীয়তার কারণে এ. সি. টি. এইচ-এর সাথে কাঠামো-কার্যকারিতা অধ্যয়ন জটিল ছিল। এস-পেপটাইডঃ এস-প্রোটিন সিস্টেমটি একটি সহজ সিস্টেম বহন করে যার মধ্যে এসিটিএইচ অ্যানালগ পরীক্ষার অন্তর্নিহিত জৈবিক জটিলতা নেই। পেপটাইড হরমোন এবং তাদের রিসেপ্টরগুলির মধ্যে বন্ধন প্রতিষ্ঠায় কোন অ্যামিনো অ্যাসিডগুলি গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে তা অধ্যয়ন করার জন্য, হফম্যান এবং তাঁর দল এস-প্রোটিনের সাথে বন্ধনে তৈরি এস-পেপটাইড অণুর প্রতিটি অ্যামিনো অ্যাসিডের অবদানের একটি পদ্ধতিগত মূল্যায়ন শুরু করে। এস-পেপটাইডের সিন্থেটিক অ্যানালগগুলির এস-প্রোটিন সক্রিয় করার ক্ষমতা হরমোনের ক্রিয়াকলাপ প্রকাশের জন্য সিন্থেটিক এসিটিএইচ অ্যানালগগুলির সাথে ভালভাবে সম্পর্কিতঃ 1) এস-প্রোটিনের সাথে সম্পূর্ণ ক্রিয়াকলাপ পুনরায় প্রতিষ্ঠার জন্য এস-পেপটাইড চেইনের কেবল একটি অংশ প্রয়োজনীয় ছিল; 2) মেথিওনিন গুরুত্বপূর্ণ ছিল না; 3) পেপটাইডে একটি নির্দিষ্ট অ্যামিনো অ্যাসিড প্রতিস্থাপন করা কেবল পেপটাইডের ক্রিয়াকলাপকেই ধ্বংস করে দেয়নি, বরং একটি বিরোধীও তৈরি করেছিল। একবার এটি প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল যে পেপটাইড হরমোন রিসেপ্টরগুলি কোষের প্লাজমা ঝিল্লিতে বাস করে, এসিটিএইচ ডেরিভেটিভের ক্রিয়াকলাপের সরাসরি গবেষণা যা এতদিন গবেষকরা এড়িয়ে গিয়েছিলেন অবশেষে একটি বাস্তবতায় পরিণত হয়েছিল। হফম্যান এবং তাঁর সহকর্মীরা গরুর মাংসের অ্যাড্রিনাল থেকে প্লাজমা ঝিল্লি পৃথক করেছিলেন এবং এসিটিএইচ-এর সিন্থেটিক অ্যানালগগুলির সাথে কাঠামো-ক্রিয়াকলাপ অধ্যয়ন পরিচালনা করতে সক্ষম হয়েছিলেন। গুরুত্বপূর্ণভাবে তারা দেখতে পেয়েছে যে 9ম অবস্থানে ট্রিপ্টোফান অবশিষ্টাংশের জন্য ফেনিল্যালানাইন প্রতিস্থাপন করলে একটি পেপটাইড তৈরি হয় যা সক্রিয় না করে এসিটিএইচ রিসেপ্টর-এর সাথে আবদ্ধ থাকে, অর্থাৎ। এবং এসিটিএইচ বিরোধী। বায়োটিন রিসেপ্টর আইসোলেশনে ফিরে আসুন হফম্যান যখন এই ভিটামিনটিকে ইনসুলিনের সাথে সংযুক্ত করেছিলেন তখন তিনি বায়োটিন নিয়ে তাঁর প্রাথমিক কাজে পূর্ণ বৃত্তাকার ছিলেন। ইনসুলিন পরিবর্তনের কৌশল শেখার জন্য তিনি হেলমুট জাহনের গবেষণাগারের আচেনে বিশ্রাম ছুটি কাটিয়েছিলেন)। এই তথ্য ব্যবহার করে, তিনি রাসায়নিকভাবে ইনসুলিন চেইনের তিনটি লাইস অবশিষ্টাংশের মধ্যে একটিতে বায়োটিন সংযুক্ত করতে সক্ষম হন, এইভাবে একটি ইনসুলিন তৈরি করেন যা অ্যাভিডিন-সেফারোজের কলামের সাথে আবদ্ধ হবে। বায়োটিনিল-ইনসুলিন রিসেপ্টর কমপ্লেক্স তখন বায়োটিন দ্বারা স্থানচ্যুত হতে পারে। এই সরঞ্জামের সাহায্যে, হফম্যান এবং তার সহকর্মীরা সফলভাবে একটি সম্পূর্ণ সক্রিয় ইনসুলিন রিসেপ্টরকে পৃথক করেছেন। তাঁর চূড়ান্ত কাজটি ইনসুলিন রিসেপ্টরে ব্যবহৃত একই পদ্ধতি ব্যবহার করে এসিটিএইচ রিসেপ্টরকে বিচ্ছিন্ন করার দিকে পরিচালিত হয়েছিল কিন্তু এই সময়ের মধ্যে তাঁর স্বাস্থ্যের অবনতি ঘটেছিল। ডিস্টিংক্শন্স হফম্যান পিটসবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের স্কুল অফ মেডিসিনের প্রোটিন রিসার্চ ল্যাবরেটরির প্রতিষ্ঠাতা ও পরিচালক, ন্যাশনাল একাডেমি অফ সায়েন্সেসের সদস্য, পিটসবার্গ স্কুল অফ মেডিসিনের এক্সপেরিমেন্টাল মেডিসিন এবং বায়োকেমিস্ট্রির ইমেরিটাস অধ্যাপক এবং আমেরিকান অ্যাসোসিয়েশন ফর দ্য অ্যাডভান্সমেন্ট অফ সায়েন্সের সদস্য ছিলেন। পুরস্কার ও সম্মাননা হফম্যানের সদস্য ছিলঃ আমেরিকান অ্যাসোসিয়েশন ফর দ্য অ্যাডভান্সমেন্ট অফ সায়েন্স আমেরিকান কেমিক্যাল সোসাইটি আমেরিকান সোসাইটি ফর বায়োকেমিস্ট্রি অ্যান্ড মলিকিউলার বায়োলজি এন্ডোক্রাইন সোসাইটি ন্যাশনাল একাডেমি অফ সায়েন্সেস সিগমা একাদশ সুইস কেমিক্যাল সোসাইটি হফম্যানকে নিম্নলিখিত পুরস্কার দিয়ে স্বীকৃতি দেওয়া হয়েছিলঃ 1962 পিটসবার্গ অ্যাওয়ার্ড 1963 ন্যাশনাল অ্যাকাডেমি অফ সায়েন্সেসের সদস্যপদের নির্বাচন 1963 বোর্ডেন পদক 1963 চ্যান্সেলর পদক, পিটসবার্গ বিশ্ববিদ্যালয় 1972 মেলন লেকচার, পিটসবার্গ বিশ্ববিদ্যালয় 1976 সিনিয়র সায়েন্টিস্ট অ্যাওয়ার্ড, আলেকজান্ডার ভন হাম্বোল্ট ফাউন্ডেশন, বন, পশ্চিম জার্মানি 1981 তৃতীয় অ্যালান ই পিয়ার্স অ্যাওয়ার্ড আমেরিকান পেপটাইড কেমিস্ট 1983 জাপান সোসাইটি ফর দ্য প্রমোশন অফ সায়েন্সেস ফেলোশিপ অ্যাওয়ার্ড 1987 প্রথম হাগিনস মেমোরিয়াল অ্যাওয়ার্ড, পিটসবার্গ বিশ্ববিদ্যালয় রেফারেন্স 1911 জন্ম 1995 মৃত্যু 20 তম