Stephen J. Benkovic
اسٹیفن جیمز بینکووچ ایک امریکی کیمسٹ ہیں جو انزائمولوجی کے میدان میں اپنی شراکت کے لیے جانے جاتے ہیں۔ وہ پنسلوانیا اسٹیٹ یونیورسٹی میں کیمسٹری میں ایوان پگ یونیورسٹی پروفیسرشپ اور ایبرلی چیئر رکھتے ہیں۔ اس نے بوران مرکبات تیار کیے ہیں جو مختلف بیماریوں کے خلاف فعال فارماکوفور ہیں۔ بینکووچ نے انزیمیٹک مشینری کی اسمبلی اور حرکی صفات پر توجہ مرکوز کی ہے جو ڈی این اے کی نقل، ڈی این اے کی مرمت، اور پیورین بائیو سنتھیسز انجام دیتی ہے۔ ایجوکیشن بینکووچ اورنج، نیو جرسی، امریکہ میں پیدا ہوئے۔ انہوں نے لی ہائی یونیورسٹی میں تعلیم حاصل کی، جہاں انہوں نے بی ایس کیا۔ کیمسٹری اور اے بی میں۔ 1960 میں انگریزی ادب میں ڈگری۔ اس کے بعد انہوں نے 1963 میں کارنیل یونیورسٹی سے نامیاتی کیمسٹری میں پی ایچ ڈی کی ڈگری حاصل کی۔ وہ 1964-65 سے سانتا باربرا میں یونیورسٹی آف کیلیفورنیا میں پوسٹ ڈاکٹریٹ ریسرچ ایسوسی ایٹ تھے۔ 1965 میں، وہ پین اسٹیٹ یونیورسٹی میں کیمسٹری ڈیپارٹمنٹ کے رکن بن گئے، اور بعد میں 1970 میں، انہیں کیمسٹری کے مکمل پروفیسر کے عہدے پر ترقی دی گئی۔ انہیں 1977 میں کیمسٹری کے ایوان پگ پروفیسر اور 1988 میں کیمسٹری میں ایبرلی چیئر کے حامل کے طور پر مزید پہچان ملی۔ کیریئر بینکووچ نے ایسی شراکت کی ہے جس نے حیاتیاتی عمل کے بارے میں ہماری سمجھ کو متاثر کیا ہے۔ وہ سب سے پہلے قیاس کرنے والوں میں سے تھے کہ زیادہ سے زیادہ اتپریرک حاصل کرنے کے لیے انزائم کے فعال مقام سے باہر تشکیلی تبدیلیاں ضروری تھیں۔ یہ ڈائی ہائیڈروفولیٹ ریڈکٹیس (ڈی ایچ ایف آر) پر ان کے مطالعے میں واضح کیا گیا تھا جس میں متحرک ساختی تبدیلیوں اور ان کے وقت کے پیمانے کی نشاندہی کی گئی تھی جس نے انزائم کے کاروبار کو بہتر بنایا۔ انہوں نے دکھایا کہ کس طرح مخصوصیت اور فنکشن کو حاصل کرنے کے لیے ملٹی انزائم کمپلیکس کو جمع کیا جاتا ہے اور جہاں کئی سرگرمیاں موجود ہوتی ہیں وہ کیسے مربوط ہوتی ہیں۔ یہ ڈی این اے نقل پر ان کے مطالعے میں پورا ہوا جس میں ٹی 4 نقل کی اسمبلی، جدا کرنے اور فنکشن کو نمایاں کیا گیا جو ڈی این اے نقل کو مربوط کرتا ہے۔ بینکووچ نے ایک ریورسیبل میٹابولون کی پہلی مثال دریافت کی، ڈی نووو پیورین بائیو سنتھیسس میں پیورینوسوم، جو صرف سیلولر مطالبات کے جواب میں جمع ہوتا ہے اور سیلولر اجزاء کو مطلوبہ میٹابولائٹس فراہم کرنے کے لیے عارضی اور مقامی طور پر کام کرتا ہے۔ تشخیصی حرکتیں بینکووچ کی تحقیق کا ایک اہم موضوع انزیمیٹک اتپریرک کی کارکردگی کے منبع کو سمجھنا رہا ہے۔ انہوں نے پہلے انفرادی مراحل میں ڈائی ہائیڈروفولیٹ ریڈکٹیس (ڈی ایچ ایف آر) کے ذریعہ استعمال ہونے والے اتپریرک سائیکل کو پہلے سے مستحکم حالت کے طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے الگ کیا اور پھر فعال سائٹ کے اندر اور باہر مختلف امینو ایسڈ کی شراکت کو مخصوص مراحل سے جوڑ دیا۔ ہائیڈرائڈ کی منتقلی کی شرحوں میں اہم تبدیلیاں فعال سائٹ کے باقیات تک محدود نہیں تھیں، اور نہ ہی آزاد توانائی کے لحاظ سے متعدد تغیرات کے اضافی اثرات تھے۔ ان دور کے باقیات کی امیڈ ریڑھ کی ہڈی اور سائیڈ چینز کو این ایم آر نے ہائی فریکوئنسی موشن (این-پی ایس سی) کے علاقوں میں پایا اور مالیکیولر ڈائنامک سمیلیشنز کے ذریعے ان دور کے باقیات کی حرکات کو جوڑا ہوا پایا گیا۔ متعدد ڈی ایچ ایف آر ترتیبات کے جینومک تجزیے سے کم مجموعی ڈی این اے ترتیب ہومیولوجی (30 ٪) کا انکشاف ہوا، لیکن حیرت انگیز طور پر ان ہی علاقوں میں اعلی تحفظ جس کے امینو ایسڈ کو حرکی تجزیہ، این ایم آر پیمائش، اور سالماتی حرکیات کے تخروپن کے ذریعے اتپریرک میں شامل کیا گیا تھا۔ مؤخر الذکر نے ان دور کے باقیات کو براہ راست ایک نیٹ ورک میں شامل کیا جو ہائیڈرائڈ کی منتقلی کو آسان بنانے کے لیے ری ایکشن کوآرڈینیٹ کے ساتھ کام کرتا ہے۔ اس تصور کو مزید واضح کیا گیا تاکہ یہ ثابت کیا جا سکے کہ اقدامات کی ناپی ہوئی شرحیں جو ڈی ایچ ایف آر کے کاروبار کے چکر کو تشکیل دیتی ہیں، کیمیائی تبدیلی کو انجام دینے کے لیے درکار تشخیصی تبدیلیوں کی شرحوں کی نمائندگی کرتی ہیں۔ انزیمی رد عمل کیمیائی رد عمل کی توانائی سے محدود نہیں ہوتا بلکہ انزائم سبسٹریٹ کمپلیکس کے اندر پائے جانے والے نمونے لینے کے میکانکس سے ہوتا ہے۔ حیاتیاتی اتپریرک کے اس تصور میں انزائم کا انتہائی پہلے سے منظم مائیکلس کمپلیکس ہے جس میں اس کے فعال سائٹ کے باقیات اور سبسٹریٹس ہیں جو پروٹین فولڈ کی حرکیات کو نمونے کے سبسٹریٹ اور فعال سائٹ کی تشکیل کے لیے استعمال کرتے ہیں تاکہ کیمیائی تبدیلی کے لیے ان کو تلاش کیا جا سکے۔ بانڈ توڑنے اور تشکیل کی اصل کیمسٹری نمونے لینے کے عمل کے مقابلے میں تیز ہے۔ رد عمل کی رکاوٹ کو عبور کرنے کے لیے جوڑے ہوئے باقیات کے نیٹ ورک کے ساتھ پروٹین فولڈ کے اندر حرکت سے پیدا ہونے والی صرف ایک چھوٹی سی تبدیلی کی ضرورت ہوتی ہے۔ پروٹین فولڈ کیمسٹری کی قسم کا تعین کرتا ہے جسے انزائموں کا ایک طبقہ پورا کر سکتا ہے (پروٹین سپر فیملی میں عام میکانکی عنصر کی حد کے لیے ایک استدلال) ؛ ایلوسٹرک اثرات ایسے نیٹ ورک بنانے یا روکنے کا نتیجہ ہیں اور ایسی دوائیوں کو ڈیزائن کیا جا سکتا ہے جو ایسے نیٹ ورک کو نشانہ بناتے ہیں۔ یہ میکرو سائیکلوں اور اینٹی باڈیز جیسے زیادہ سخت ڈھانچوں کی عام طور پر کم اتپریرک سرگرمی کی بھی وضاحت کرتا ہے۔ ڈی این اے کی نقل کے لیے ایک ملٹی انزیم کمپلیکس-ٹی 4 ریپلیسوم۔ خاص اہمیت یہ ہے کہ کس طرح متعدد پروٹین سسٹم جیسے ڈی این اے ریپلیکیشن فنکشن کے لیے ذمہ دار ریپلیسوم جہاں پروٹین-پروٹین تعاملات ایک بڑا اتپریرک نیٹ ورک بناتے ہیں۔ ٹی 4 ریپلیسوم کو وٹرو میں آٹھ الگ الگ پروٹینوں سے چار اکائیوں میں جمع کیا جا سکتا ہے جو ریپلیکیشن کانٹے پر لیڈنگ اور لیگنگ اسٹرینڈ کی ترکیب کو متحرک کرتے ہیں۔ ہاتھ میں لیڈنگ/لیگنگ اسٹرینڈ کی ترکیب کے قابل ایک فعال ریپلیسوم کے ساتھ، دیگر ریپلیسومز پر لاگو وسیع دلچسپی کی کلیدی دریافتیں کی گئیں۔ سب سے پہلے پولیمیرس فعال طور پر ریپلیسوم کے اندر دو ہولینزیمز کے اندر/باہر تبادلہ کرتا ہے اس طرح رکے ہوئے ریپلیکیشن کانٹوں کی مرمت کے لیے "ری ماڈلنگ" لچک فراہم کرتا ہے جو دوسرے زخم بائی پاس پولیمریز کے ذریعے خراب ڈی این اے اسٹرینڈز پر پائے جاتے ہیں۔ دوسرا، دو میکانزم اوکازاکی ٹکڑے کی لمبائی کا تعین کرتے ہیں: کلاسیکی تصادم میکانزم جہاں ایک تیار شدہ اوکازاکی ٹکڑا پچھلے ٹکڑے کو پیچھے چھوڑتا ہے اور سگنلنگ میکانزم جہاں پیچھے رہ جانے والا اسٹرینڈ پولیمرس پچھلے اوکازاکی ٹکڑے کی تکمیل سے پہلے ری سائیکل ہوتا ہے۔ یہ خصوصیت مربوط لیڈنگ/لیگنگ اسٹرینڈ کی ترکیب کو برقرار رکھنے کے لیے ضروری ہے۔ ڈی نوو پیورین بائیو سنتھیسس بذریعہ ایک پیورینوسوم میٹابولن سیلولر میٹابولزم میں ایک دیرینہ سوال یہ ہے کہ میٹابولک بہاؤ کو آسان بنانے کے لیے کسی دیئے گئے نیٹ ورک میں میٹابولک انزائم سائٹوسول کے اندر کس طرح منظم ہوتے ہیں، جو گھنے طور پر بے شمار پروٹین اور میٹابولائٹس سے بھرے ہوتے ہیں۔ ایک حل انزائموں کے میکرو مالیکیولر کمپلیکس کی تشکیل کے ذریعے ہے، جسے 'میٹابولون' کہا جاتا ہے۔ ڈی نووو پیورین بائیوسینتھیٹک راستہ ایک انتہائی محفوظ، توانائی سے بھرپور راستہ ہے جو فاسفوریبوسیل پائروفاسفیٹ (پی آر پی پی) سے انوسین 5 ι-مونوفاسفیٹ (آئی ایم پی) پیدا کرتا ہے۔ انسانوں میں، یہ میٹابولک تبدیلی چھ انزائموں کی سرگرمیوں کے ترتیب وار آرکیسٹریشن کے ذریعے دس مراحل میں انجام دی جاتی ہے۔ اس بات کا ثبوت ہے کہ انزائموں کی چیمیرک تعمیرات کا استعمال کرتے ہوئے ہیلا خلیوں پر کنفوکل مائکروسکوپی سے حاصل شدہ پیورینوسوم بنانے کے لیے خلیوں کے اندر انزائموں کو گاڑھا کیا جا سکتا ہے جو چھ انزائموں کے لیے مشترکہ ضم شدہ پنکٹیٹس میں ظاہر ہوتے ہیں جیسا کہ دو انزائموں، ایف جی اے ایم ایس اور جی اے آر ٹی کے لیے دکھایا گیا ہے۔ زیادہ روایتی جامد میٹابولون کے برعکس، پیورینوسوم کی تشکیل ایک بدلنے والا عمل ہے۔ ہیلا خلیوں میں پیورینوسوم اسمبلی کا مقامی کنٹرول مائکرو ٹیوبل کی مدد سے اور مائٹوکونڈریا کے ساتھ کولکالائز ہونے کے لیے پایا گیا جیسا کہ سپر ریزولوشن کیمیائی امیجنگ سے ظاہر ہوتا ہے۔ ڈی نووو پیورین بائیوسنتھیس ممکنہ طور پر سب سے زیادہ موثر ہوتا ہے جب پیورینوسوم مائٹوکونڈریا کے قریب واقع ہوتے ہیں تاکہ مائٹوکونڈریا سے برآمد ہونے والے ضروری سبسٹریٹس کو پکڑا جا سکے۔ اگرچہ بوران پر مشتمل مرکبات کو دواسازی کے کیمسٹوں کے ذریعہ ان کی عمومی زہریلا پن کی وجہ سے منشیات کے طور پر چھوڑ دیا گیا تھا، لیکن بینکووچ لیب نے بوران پر مشتمل مرکبات کی ایک لائبریری بنائی جس میں خمیر کی فینوٹائپک اسکریننگ میں حیرت انگیز اینٹی فنگل سرگرمی دکھائی گئی۔ لیبارٹری کے جانوروں میں ان کی کم نظامی زہریلا پن بینکووچ اور لوسی شاپیرو کے ذریعہ ایناکور فارماسیوٹیکلز کی بنیاد رکھنے کا باعث بنا جس نے بچوں اور بالغوں کے استعمال کے لیے غیر سٹیرایڈیل اینٹی سوزش دوا تیار کی اور اسے تجارتی بنایا۔ مسلسل تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ مالیکیولز پر مشتمل بوران میں مختلف قسم کی بیماریوں جیسے بیکٹیریل اور فنگل انفیکشن، پلمونری ہائی بلڈ پریشر، اور اونکولوجی میں مداخلت کرنے کی صلاحیت ہو سکتی ہے۔ ایوارڈز اور اعزازات 1977-فائزر ایوارڈ ان انزائم کیمسٹری از امریکن کیمیکل سوسائٹی 1984-فیلو آف امریکن اکیڈمی آف آرٹس اینڈ سائنسز 1985-منتخب برائے نیشنل اکیڈمی آف سائنسز 1986-گولینڈ ہاپکنز ایوارڈ 1989-ریپلیگن ایوارڈ ان کیمسٹری آف بائیولوجیکل پروسیسز 1994-انسٹی ٹیوٹ آف میڈیسن، نیشنل اکیڈمی آف سائنسز 1995-الفریڈ بیڈر ایوارڈ 1995-اعزازی ڈاکٹریٹ آف سائنس، لی ہائی یونیورسٹی 1998-کیمیکل پاینیر ایوارڈ، امریکن انسٹی ٹیوٹ آف کیمسٹ 2000-کرسچن بی انفنسن ایوارڈ 2002-منتخب برائے رکنیت امریکن فلاسفیکل سوسائٹی 2003-اے ایس بی ایم بی-مرک ایوارڈ 2005-ناکانیشی انعام 2006-رائل سوسائٹی سینٹینری میڈل 2009-بینجمن فرینکلن میڈل ان لائف سائنس 2009-نیشنل میڈل آف سائنس 2010 - (1987) ایسچریچیا کولی، بائیو کیمسٹری 26، 4085-4092 سے ڈائی ہائیڈروفولیٹ ریڈکٹیس سے وابستہ حرکی اسکیم کی تعمیر اور تشخیص۔ راجگوپالن، پی ٹی آر، لٹز، ایس، اور بینکووچ، ایس جے۔ (2002) دور دراز کے باقیات کے جوڑے کے تعاملات ڈائی ہائیڈروفولیٹ ریڈکٹیس اتپریرک کو بڑھاتے ہیں: ہائیڈرائڈ کی منتقلی کی شرحوں پر تغیراتی اثرات، بائیو کیمسٹری 41، 12618-12628۔ ایپسٹین، D. M.، بینکووچ، S. J.، اور رائٹ، P. E. (1995) ڈائی ہائیڈروفولیٹ ریڈکٹیس-فولیٹ کمپلیکس کی حرکیات: اتپریرک سائٹس اور علاقے جو تشکیلی تبدیلی سے گزرتے ہیں وہ متنوع متحرک خصوصیات کی نمائش کرتے ہیں، بائیو کیمسٹری 34، 11037-11048۔ بینکووچ، ایس۔ جے۔ اور ہیمس-شیفر، ایس۔ (2003) انزائم اتپریرک پر ایک نقطہ نظر، سائنس 301، 1196-1202۔ اگروال، پی۔ کے۔، بلیٹر، ایس۔ آر۔، راجگوپالن، پی۔ ٹی۔ آر۔، بینکووچ، ایس۔ جے۔، اور ہیمس-شیفر، ایس۔ (2002) نیٹ ورک آف کپلڈ پروموٹنگ موشنز انزائم کیٹالیسس، پروک۔ ناٹل۔ اکاڈ۔ سائنس. یو ایس اے 99، 2794-2799۔ ہیمس-شیفر، ایس۔ اور بینکووچ، ایس جے۔ (2006) پروٹین کی حرکت کو اتپریرک سے متعلق، انو۔ ریو. بائیو کیم۔ 75، 519-541۔ لی، جے، نٹراجن، ایم، نیشین، وی سی، سوکولچ، ایم، وو، ٹی، رس، ڈبلیو پی، بینکووچ، ایس جے، اور رنگاناتھن، آر۔ (2008) سرفیس سائٹس فار انجینئرنگ ایلوسٹرک کنٹرول ان پروٹینز، سائنس 322، 438-442۔ گوڈی، این ایم اور بینکووچ، ایس جے۔ (2008) ایلوسٹرک ریگولیشن اور اتپریرک ایک مشترکہ راستے، نیٹ کے ذریعے ابھرتے ہیں۔ کیم۔ بائیول۔ 4، 474-482۔ لرنر، آر اے، بینکووچ، ایس جے، اور شولٹز، پی جی، (1991) ایٹ دی کراسروڈز آف کیمسٹری اینڈ امیونولوجی: کیٹالیٹک اینٹی باڈیز، سائنس 252، 659 667۔ یانگ، جے، ژونگ، زیڈ، روکیسکا، آر ایم، ٹریکسیلس، ایم اے، اور بینکووچ، ایس جے۔ (2004) نقل کے دوران ٹی 4 ڈی این اے پولیمرس کی متحرک عمل کاری، پروک ناٹل۔ اکاڈ۔ سائنس. یو ایس اے 101، 8289-8294۔ بینکووچ، ایس جے، سپیئرنگ، ایم ایم۔ (2017) "بیکٹیریوفیج ٹی 4 ریپلیسوم کے ذریعہ ڈی این اے کی نقل کو سمجھنا"، جے بی سی، 292 (45) 18434-18442۔ این، ایس، کمار، آر، شیٹس، ای ڈی، اور بینکووچ، ایس جے۔ (2008) زندہ خلیوں میں ڈی نووو پیورین بائیوسینتھیٹک کمپلیکس کی ریورسیبل کمپارٹمنٹلائزیشن، سائنس 320، 103-106۔ فرانسیسی، جے۔ بی۔، جونز، ایس۔ اے۔، ڈینگ، ایچ۔، ہو، ایچ۔، پگ، آر۔ جے۔، چان سی۔ وائی۔، کم، ڈی۔، پیڈلی، اے۔ ایم۔، زاؤ، ایچ۔، ژانگ، وائی۔، ہوانگ، ٹی۔ جے۔، فینگ، وائی۔، ژونگ، ایکس۔، اور بینکووچ، ایس۔ جے۔، (2016) مائٹوکونڈریا، سائنس، <آئی۔ ڈی۔ 2>، <آئی۔ ڈی۔ 1 کے ساتھ پیورینوسومز کی مقامی کولکالائزیشن اور فنکشنل لنک۔ پیڈلی، اے ایم، پاریک، وی، بینکووچ، ایس جے۔ (2022) دی پیورینوسوم: اے کیس اسٹڈی فار اے میملین میٹابولن، انو۔ ریو. بائیو کیم کا۔، جلد 91:89-106۔ راک، ایف۔ ایل۔، ماؤ، ڈبلیو۔، یارمچک، اے۔، ٹکالو، ایم۔، کریپین، ٹی۔، چاؤ، ایچ۔، ژانگ، وائی۔ کے۔، ہرنینڈز، وی۔، اکاما، ٹی۔، بیکر، ایس۔ جے۔، پلاٹنر، جے۔ جے۔، شاپیرو، ایل۔، مارٹنس، ایس۔ اے۔، بینکووچ، ایس۔ جے۔، کوساک، ایس۔، اور ایلی، ایم۔ آر۔ کے۔ (2007) ایک اینٹی فنگل ایجنٹ ایڈیٹنگ سائٹ، سائنس 316، 1759-1761 میں ٹی آر این اے کو پھنس کر ایک امینوسل-ٹی آر این اے سنتھٹیس کو روکتا ہے۔ حوالہ جات بیرونی روابط اسٹریٹ کارنر سائنس کے ساتھ اسٹیفن بینکووچ 1938 پیدائشیں زندہ لوگ اکیسویں صدی کے امریکی کیمسٹ کارنیل یونیورسٹی کے سابق طلباء فیلوز آف دی امریکن اکیڈمی آف آرٹس اینڈ سائنسز لی ہائی یونیورسٹی کے سابق طلباء ممبرز آف دی یونائیٹڈ سٹیٹس نیشنل اکیڈمی آف سائنسز نیشنل میڈل آف سائنس انعام یافتہ پنسلوانیا اسٹیٹ یونیورسٹی کے فیکلٹی پیپل فرام اورنج، نیو جرسی ممبرز آف دی امریکن فلاسفیکل سوسائٹی ممبرز آف دی نیشنل اکیڈمی آف میڈیسن