Stephen J. Benkovic
स्टीफन जेम्स बेनकोविक एक अमेरिकी रसायनज्ञ हैं जिन्हें एंजाइमोलॉजी के क्षेत्र में उनके योगदान के लिए जाना जाता है। उन्होंने पेनसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी में रसायन विज्ञान में इवान पघ विश्वविद्यालय प्रोफेसरशिप और एबरली चेयर की उपाधि प्राप्त की है। उन्होंने बोरान यौगिक विकसित किए हैं जो विभिन्न प्रकार की बीमारियों के खिलाफ सक्रिय फार्माकोफोर हैं। बेनकोविक ने एंजाइमेटिक मशीनरी की असेंबली और काइनेटिक विशेषताओं पर ध्यान केंद्रित किया है जो डी. एन. ए. प्रतिकृति, डी. एन. ए. मरम्मत और प्यूरिन बायोसिंथेसिस करता है। शिक्षा बेनकोविक का जन्म ऑरेंज, न्यू जर्सी, संयुक्त राज्य अमेरिका में हुआ था। उन्होंने लेहाई विश्वविद्यालय में पढ़ाई की, जहाँ उन्होंने बी. एस. की उपाधि प्राप्त की। रसायन विज्ञान और ए. बी. 1960 में अंग्रेजी साहित्य में डिग्री। इसके बाद उन्होंने 1963 में कॉर्नेल विश्वविद्यालय से कार्बनिक रसायन विज्ञान में पीएचडी की उपाधि प्राप्त की। वे 1964-65 से सांता बारबरा में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में पोस्टडॉक्टरल रिसर्च एसोसिएट थे। 1965 में वे पेन स्टेट यूनिवर्सिटी में रसायन विज्ञान विभाग के सदस्य बने और बाद में 1970 में उन्हें रसायन विज्ञान के पूर्ण प्रोफेसर के पद पर पदोन्नत किया गया। उन्हें 1977 में रसायन विज्ञान के इवान पघ प्रोफेसर के रूप में और 1988 में रसायन विज्ञान में एबरली चेयर के धारक के रूप में और मान्यता मिली। कैरियर बेनकोविक ने ऐसे योगदान दिए हैं जिन्होंने जैविक प्रक्रियाओं की हमारी समझ को प्रभावित किया है। वे सबसे पहले यह परिकल्पना करने वालों में से थे कि अधिकतम उत्प्रेरण प्राप्त करने के लिए एंजाइम के सक्रिय स्थल के बाहर संरचनात्मक परिवर्तन आवश्यक थे। यह डायहाइड्रोफोलेट रिडक्टेस (डी. एच. एफ. आर.) पर उनके अध्ययनों में सचित्र था, जिसमें गतिशील संरचनात्मक परिवर्तनों और उनके समय पैमाने की पहचान की गई थी जो एंजाइम कारोबार को अनुकूलित करते थे। उन्होंने दिखाया कि विशिष्टता और कार्य प्राप्त करने के लिए बहु-एंजाइम परिसरों को कैसे इकट्ठा किया जाता है और जहां कई गतिविधियाँ मौजूद होती हैं, वे कैसे एकीकृत होती हैं। यह डी. एन. ए. प्रतिकृति पर उनके अध्ययनों में पूरा किया गया था जिसमें टी4 प्रतिकृति की संयोजन, पृथक्करण और कार्य शामिल थे जो डी. एन. ए. प्रतिकृति का समन्वय करते हैं। बेनकोविक ने एक प्रतिवर्ती चयापचय का पहला उदाहरण खोजा, डी नोवो प्यूरिन बायोसिंथेसिस में प्यूरिनोसोम, जो केवल कोशिकीय मांगों के जवाब में इकट्ठा होता है और कोशिकीय घटकों को आवश्यक चयापचय प्रदान करने के लिए अस्थायी और स्थानिक रूप से कार्य करता है। कन्फॉर्मेशनल मूवमेंट्स बेंकोविक के शोध का एक प्रमुख विषय एंजाइमेटिक उत्प्रेरण की दक्षता के स्रोत को समझना रहा है। उन्होंने पहले पूर्व-स्थिर अवस्था विधियों का उपयोग करके डायहाइड्रोफोलेट रिडक्टेस (डी. एच. एफ. आर.) द्वारा उपयोग किए जाने वाले उत्प्रेरक चक्र को अलग-अलग चरणों में विच्छेदित किया और फिर सक्रिय स्थल के भीतर और बाहर विभिन्न एमिनो एसिड के योगदान को विशिष्ट चरणों से जोड़ा। हाइड्राइड हस्तांतरण की दरों में महत्वपूर्ण परिवर्तन सक्रिय-स्थल अवशेषों तक सीमित नहीं थे, और न ही मुक्त ऊर्जा के संदर्भ में कई उत्परिवर्तन योगात्मक के प्रभाव थे। इन दूरस्थ अवशेषों की एमाइड रीढ़ और पार्श्व श्रृंखलाओं को एन. एम. आर. द्वारा उच्च आवृत्ति गति (एन-पी. एस. सी.) के क्षेत्रों में पाया गया और आणविक गतिशील सिमुलेशन द्वारा इन दूरस्थ अवशेषों की गतियों को युग्मित पाया गया। कई डी. एच. एफ. आर. अनुक्रमों के जीनोमिक विश्लेषण से कम समग्र डी. एन. ए. अनुक्रम समरूपता (30 प्रतिशत) का पता चला, लेकिन आश्चर्यजनक रूप से उन्हीं क्षेत्रों में उच्च संरक्षण, जिनके अमीनो एसिड को गतिज विश्लेषण, एन. एम. आर. माप और आणविक गतिकी अनुकरण द्वारा उत्प्रेरण में फंसाया गया था। उत्तरार्द्ध ने इन दूरस्थ अवशेषों को सीधे एक नेटवर्क में शामिल किया जो हाइड्राइड हस्तांतरण को सुविधाजनक बनाने के लिए प्रतिक्रिया निर्देशांक के साथ कार्य करता था। इस अवधारणा को आगे यह बताने के लिए विस्तृत किया गया था कि डी. एच. एफ. आर. के कारोबार चक्र का गठन करने वाले चरणों की मापी गई दरें रासायनिक परिवर्तन को निष्पादित करने के लिए आवश्यक संरचनात्मक परिवर्तनों की दरों का प्रतिनिधित्व करती हैं। एंजाइमिक प्रतिक्रिया रासायनिक प्रतिक्रिया के ऊर्जाविज्ञान द्वारा सीमित नहीं है, बल्कि एंजाइम सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स के भीतर होने वाले नमूने के यांत्रिकी द्वारा सीमित है। जैविक उत्प्रेरण की इस अवधारणा में एंजाइम का अत्यधिक पूर्व-संगठित माइकलिस कॉम्प्लेक्स होता है, जिसमें इसके सक्रिय-साइट अवशेष और सब्सट्रेट होते हैं, जो रासायनिक परिवर्तन के लिए इष्टतम लोगों को खोजने के लिए प्रोटीन फोल्ड की गतिशीलता का उपयोग करके सब्सट्रेट और सक्रिय साइट अनुरूपण का नमूना लेते हैं। बॉन्ड टूटने और बनने का वास्तविक रसायन नमूना प्रक्रिया के सापेक्ष तेज है। प्रतिक्रिया बाधा को पार करने के लिए युग्मित अवशेषों के नेटवर्क के साथ प्रोटीन तह के भीतर गति से केवल एक छोटे से परिवर्तन की आवश्यकता होती है। प्रोटीन तह रसायन विज्ञान के प्रकार को निर्धारित करता है जिसे एंजाइमों का एक वर्ग पूरा कर सकता है (प्रोटीन सुपर-परिवारों में सामान्य यंत्रवादी तत्व सीमा के लिए एक तर्क); एलोस्टेरिक प्रभाव ऐसे नेटवर्क बनाने या रोकने का एक परिणाम है और दवाओं को ऐसे नेटवर्क को लक्षित करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है। यह मैक्रोसाइकिल और एंटीबॉडी जैसी अधिक कठोर संरचनाओं की आम तौर पर कम उत्प्रेरक गतिविधि की भी व्याख्या करता है। डी. एन. ए. की प्रतिकृति के लिए एक बहु-एंजाइम परिसर-टी4 प्रतिकृति विशेष महत्व यह है कि कैसे कई प्रोटीन प्रणालियाँ जैसे कि प्रतिकृति डी. एन. ए. प्रतिकृति कार्य के लिए जिम्मेदार हैं जहाँ प्रोटीन-प्रोटीन अंतःक्रियाएँ एक बड़ा उत्प्रेरक नेटवर्क बनाती हैं। टी4 प्रतिकृति को आठ अलग-अलग प्रोटीनों से इन विट्रो में चार इकाइयों में इकट्ठा किया जा सकता है जो एक प्रतिकृति कांटे पर अग्रणी और लैगिंग स्ट्रैंड संश्लेषण को उत्प्रेरित करते हैं। हाथ में लीडिंग/लैगिंग स्ट्रैंड संश्लेषण में सक्षम एक कार्यशील प्रतिकृति के साथ, अन्य प्रतिकृतियों पर लागू व्यापक रुचि की प्रमुख खोजें की गईं। सबसे पहले पॉलीमरेज़ सक्रिय रूप से प्रतिकृति के भीतर दो होलोएंज़ाइमों के अंदर/बाहर आदान-प्रदान करता है इस प्रकार अन्य घाव बाईपास पॉलीमरेज़ द्वारा क्षतिग्रस्त डीएनए स्ट्रैंड पर होने वाले रुके हुए प्रतिकृति कांटे की मरम्मत के लिए एक "पुनर्निर्माण" लचीलापन प्रदान करता है। दूसरे, दो तंत्र ओकाज़ाकी टुकड़े की लंबाई को निर्धारित करते हैंः शास्त्रीय टकराव तंत्र जहां एक तैयार ओकाज़ाकी टुकड़ा पिछले हिस्से को पीछे छोड़ता है जो लैगिंग स्ट्रैंड पोलीमरेज़ को जारी करता है और संकेत तंत्र जहां पिछले ओकाज़ाकी टुकड़े के पूरा होने से पहले लैगिंग स्ट्रैंड पोलीमरेज़ रीसायकल होता है। यह विशेषता समन्वित लीडिंग/लैगिंग स्ट्रैंड संश्लेषण को बनाए रखने के लिए आवश्यक है। डी नोवो प्यूरिन बायोसिंथेसिस बाय ए प्यूरिनोसोम मेटाबोलन कोशिकीय चयापचय में एक लंबे समय से चला आ रहा सवाल यह है कि किसी दिए गए नेटवर्क में चयापचय एंजाइम कैसे साइटोसोल के भीतर व्यवस्थित होते हैं, जो चयापचय प्रवाह को सुविधाजनक बनाने के लिए असंख्य प्रोटीन और मेटाबोलाइट्स से भरे होते हैं। एक समाधान एंजाइमों के एक मैक्रोमोलेक्युलर कॉम्प्लेक्स के निर्माण के माध्यम से है, जिसे 'मेटाबोलन' कहा जाता है। डी नोवो प्यूरिन बायोसिंथेटिक मार्ग एक अत्यधिक संरक्षित, ऊर्जा-गहन मार्ग है जो फॉस्फोरिबोसिलपाइरोफॉस्फेट (पी. आर. पी. पी.) से इनोसिन 5i-मोनोफॉस्फेट (आई. एम. पी.) उत्पन्न करता है। मनुष्यों में, यह चयापचय परिवर्तन छह एंजाइमों की गतिविधियों के क्रमिक ऑर्केस्ट्रेशन द्वारा दस चरणों में किया जाता है। इस बात का प्रमाण है कि एंजाइम कोशिकाओं के भीतर घनीभूत हो सकते हैं और इन एंजाइमों के चिमेरिक निर्माण का उपयोग करके हेला कोशिकाओं पर कॉन्फोकल माइक्रोस्कोपी से प्राप्त प्यूरिनोसोम बना सकते हैं, जो दो एंजाइमों, एफजीएएमएस और जीएआरटी के लिए सचित्र छह एंजाइमों के लिए सामान्य विलय किए गए पंक्टेट में प्रकट होते हैं। अधिक पारंपरिक स्थिर चयापचयों के विपरीत, प्यूरिनोसोम का निर्माण एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया है। हीला कोशिकाओं में प्यूरिनोसोम असेंबली का स्थानिक नियंत्रण माइक्रोट्यूबुल सहायक और माइटोकॉन्ड्रिया के साथ कोलोकलाइज़ करने के लिए पाया गया जैसा कि सुपर रिज़ॉल्यूशन रासायनिक इमेजिंग द्वारा दिखाया गया है। डी नोवो प्यूरिन बायोसिंथेसिस संभवतः सबसे अधिक कुशल होता है जब प्यूरिनोसोम माइटोकॉन्ड्रिया के पास स्थित होते हैं ताकि माइटोकॉन्ड्रिया से निर्यात किए गए आवश्यक सब्सट्रेट को पकड़ा जा सके। हालांकि दवा रसायनज्ञों द्वारा बोरॉन युक्त यौगिकों को उनकी सामान्य विषाक्तता के कारण दवाओं के रूप में छोड़ दिया गया था, बेनकोविक लैब ने बोरॉन युक्त यौगिकों का एक पुस्तकालय बनाया जिसमें खमीर की फेनोटाइपिक स्क्रीनिंग में आश्चर्यजनक एंटिफंगल गतिविधि दिखाई गई। प्रयोगशाला के जानवरों में उनकी कम प्रणालीगत विषाक्तता ने बेनकोविक और लुसी शापिरो द्वारा एनाकोर फार्मास्यूटिकल्स की स्थापना की, जिसने बाल चिकित्सा और वयस्क उपयोग के लिए गैर-स्टेरॉयडल एंटी-इंफ्लेमेटरी दवा का विकास और व्यावसायीकरण किया। निरंतर शोध से पता चलता है कि बोरॉन युक्त अणुओं में विभिन्न प्रकार की बीमारियों जैसे-जीवाणु और कवक संक्रमण, फुफ्फुसीय उच्च रक्तचाप और ऑन्कोलॉजी में हस्तक्षेप करने की क्षमता हो सकती है। पुरस्कार और सम्मान 1977-अमेरिकन केमिकल सोसाइटी से एंजाइम केमिस्ट्री में फाइजर पुरस्कार 1984-अमेरिकन एकेडमी ऑफ आर्ट्स एंड साइंसेज के फेलो 1985-नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज के लिए चुने गए 1986-गौलैंड हॉपकिंस पुरस्कार 1989-जैविक प्रक्रियाओं के रसायन विज्ञान में रेप्लिन पुरस्कार 1994-इंस्टीट्यूट ऑफ मेडिसिन, नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज 1995-अल्फ्रेड बेडर पुरस्कार 1995-मानद डॉक्टरेट ऑफ साइंस, लेहाई विश्वविद्यालय 1998-केमिकल पायनियर पुरस्कार, द अमेरिकन इंस्टीट्यूट ऑफ केमिस्ट्स 2000-क्रिश्चियन बी. एनफिनसेन पुरस्कार 2002-अमेरिकन फिलोसोफिकल सोसाइटी 2003-एएसबीएमबी-मर्क पुरस्कार 2005-नाकानिशी पुरस्कार 2006-रॉयल सोसाइटी शताब्दी पदक 2009-जीवन विज्ञान में बेंजामिन फ्रैंकलिन पदक 2009-राष्ट्रीय विज्ञान पदक 2010 - (1987) एस्चेरिचिया कोलाई, बायोकेमिस्ट्री 26,4085-4092 से डाइहाइड्रोफोलेट रिडक्टेस से जुड़ी गतिज योजना का निर्माण और मूल्यांकन। राजगोपालन, पी. टी. आर., लुत्ज़, एस. और बेनकोविक, एस. जे. 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(2007) एक एंटिफंगल एजेंट संपादन साइट, साइंस 316,1759-1761 में टी. आर. एन. ए. को फंसाकर एक एमिनोसिल-टी. आर. एन. ए. सिंथेटेज को रोकता है। संदर्भ बाहरी लिंक स्ट्रीट कॉर्नर साइंस के साथ स्टीफन बेनकोविक 1938 जन्म जीवित लोग 21वीं सदी के अमेरिकी रसायनज्ञ कॉर्नेल विश्वविद्यालय के पूर्व छात्र अमेरिकी कला और विज्ञान अकादमी के अध्येता लेहाई विश्वविद्यालय के पूर्व छात्र संयुक्त राज्य अमेरिका की राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी के सदस्य राष्ट्रीय विज्ञान पदक विजेता पेंसिल्वेनिया राज्य विश्वविद्यालय के संकाय ऑरेंज, न्यू जर्सी के लोग अमेरिकी दार्शनिक समाज के सदस्य राष्ट्रीय चिकित्सा अकादमी के सदस्य