Klaus H. Hofmann
کلاؤس ایچ ہوفمین (21 فروری، 1911-25 دسمبر، 1995) ایک امریکی حیاتیاتی کیمسٹ اور طبی محقق تھے۔ نیویارک ٹائمز نے ہوفمین کو "جسمانی مرکبات کی ترکیب کا ماہر" قرار دیا۔ ان کے کیریئر کو پروٹو ٹائپ برتھ کنٹرول گولی کی ترکیب، بائیوٹن (وٹامن ایچ) کی الگ تھلگ اور ساختی خصوصیت، پینکریٹک پروٹیز ٹرپسن کی لائسین مخصوصیت کا تعین (ایک خاصیت جس نے اسے پروٹین کی ترتیب کے تعین میں پہلی پسند کا انزائم بنا دیا)، پیپٹائڈ ہارمون (ایڈرینوکورٹیکوٹوپک ہارمون-اے سی ٹی ایچ) کے مکمل طور پر حیاتیاتی طور پر فعال حصے کی پہلی کیمیائی ترکیب، اور ربنیوکلائز (آر این اے ایس) پر اسٹرکچر فنکشن اسٹڈیز کے ذریعے اجاگر کیا گیا۔ ابتدائی زندگی اور سائنس میں داخلہ ہوفمین جرمنی میں پیدا ہوئے لیکن جب ان کے والد کا انتقال ہوا تو ان کی والدہ اپنے ایک سالہ بیٹے کے ساتھ سوئٹزرلینڈ میں اپنے خاندانی گھر واپس لوٹ گئیں۔ خاندان کاروبار پر مبنی تھا لیکن کلاؤس سائنس میں کیریئر بنانے کے لیے پرعزم تھا۔ انہوں نے لیوپولڈ روزیکا کی لیبارٹریوں میں فیڈرل انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی ان زیورخ (ای ٹی ایچ) میں سٹیرایڈ کیمسٹری کا مطالعہ کیا۔ یہاں اس کی ایک اور فیکلٹی ممبر، ٹیڈیوس ریخسٹین کے ساتھ دوستی ہوئی جس سے اس نے لیبارٹری کی تکنیک سیکھی۔ اپنے پوسٹ ڈاکٹریٹ کے تجربے کے لیے انہوں نے پیپٹائڈز پر میکس برگمین کے ساتھ کام کرنے کے لیے امریکہ کا سفر کیا، جو ان کے لیے بالکل نیا میدان تھا۔ وہاں سے وہ سڑک کے اس پار ونسنٹ ڈو ویگنیوڈ کی لیبارٹری میں منتقل ہو گئے جہاں انہیں ایک نئے وٹامن، بائیوٹن سے متعارف کرایا گیا۔ جنگ کے وہ سال جو امریکہ میں مختصر قیام کے لیے تھے، دوسری جنگ عظیم کے نتیجے میں بہت طویل ہو گئے۔ دشمن قوتوں سے محصور سوئٹزرلینڈ نے سوئس ملیشیا کے ایک افسر ہوفمین کو جنگ کے دوران واپس نہ آنے کا مشورہ دیا۔ انہوں نے جنگ کے سال نیو جرسی میں سیبا فارماسیوٹیکل کمپنی میں مہمان کے طور پر کام کرتے ہوئے گزارے۔ وہاں سے وہ ایک ایسے وقت میں پٹسبرگ یونیورسٹی چلے گئے جب یہ ادارہ تحقیقی ساکھ بنانے کی کوشش کر رہا تھا۔ پٹسبرگ میں ایک سائنسی گھر چند مختصر سالوں میں، اسکول آف میڈیسن کے ڈین، جو خود بائیو کیمسٹری کے پروفیسر تھے، نے ہوفمین کو محکمہ کا چیئرمین بننے کی دعوت دی۔ جس لمحے سے انہوں نے بائیو کیمسٹری کے چیئرمین کا عہدہ سنبھالا، یہ واضح ہو گیا کہ اگرچہ وہ ہمیشہ سوئٹزرلینڈ کے بیٹے رہیں گے، لیکن امریکہ نے انہیں کیریئر کے مواقع پیش کیے جن کی وہ سوئٹزرلینڈ جیسے چھوٹے سے ملک میں کبھی امید نہیں کر سکتے تھے۔ امریکہ اس کا مستقل گھر بننے والا تھا۔ پیپٹائڈ کیمسٹری کا بڑھتا ہوا شعبہ اس کی سائنسی توجہ کا مرکز بن گیا اور، اس کے اپنے الفاظ میں، اسے ایک ایسے مالیکیول سے پیار ہو گیا جو ایڈرینل پرانتستا کو بہت ہی سٹیرائڈز تیار کرنے کے لیے متحرک کرنے کے لیے جانا جاتا تھا جس نے اسے ریخسٹین کی لیبارٹری میں اتنا متاثر کیا تھا۔ وہ انو، جو ابھی تک الگ تھلگ نہیں تھا، ACTH تھا اور محبت کا تعلق زندگی بھر تھا۔ دوسرے علاقوں میں چکر لگانے کے باوجود وہ اے سی ٹی ایچ میں واپس آتے رہے۔ اپنی موت سے پہلے کے آخری سالوں میں، وہ اے سی ٹی ایچ رسیپٹر کو الگ کرنے کے طریقے تیار کر رہے تھے۔ سائنسی کامیابیوں کے شعبے سٹیرایڈ کیمسٹری مستقبل کے نوبل انعام یافتگان، لیوپولڈ روزیکا اور زیورخ میں ٹیڈیوس ریخسٹین کی لیبارٹریوں میں پی ایچ ڈی کے طالب علم کے طور پر، ہوفمین نے ٹیرپینز سے متعلق متعدد مرکبات کی ترکیب کی، جو سٹیرائڈز کا فرضی بلڈنگ بلاک ہے۔ ان میں سے ایک ڈی ہائیڈرو اینڈروسٹیرون مشتق تھا، جو برتھ کنٹرول گولی کا ایک پروٹو ٹائپ تھا۔ بدقسمتی سے اس کے بعد کئی سالوں تک تولیدی عمل کی حیاتیاتی بنیاد معلوم نہیں تھی اور اس وجہ سے اس مرکب کی اہمیت کو تسلیم نہیں کیا گیا۔ ٹرپسن راکفیلر انسٹی ٹیوٹ، جو اب راکفیلر یونیورسٹی ہے، میں میکس برگمین کی لیبارٹری میں کام کرتے ہوئے، ہوفمین نے امینو ایسڈ لائسین کے اینالاگس کی ترکیب کی اور ثابت کیا کہ ٹرپسن انزائم اس امینو ایسڈ کے کاربوکسیل گروپ سے منسلک روابط کو الگ کرتا ہے۔ اس کے بعد، ونسنٹ ڈو ویگنیوڈ کے ساتھ، اس نے کرومیٹوگرافی کی نئی تیار کردہ تکنیک کا استعمال کیا جو اس نے زیورخ میں ایک طالب علم کے طور پر سیکھا تھا، بائیوٹن کو الگ کرنے اور پھر کرسٹلائز کرنے کے لیے۔ اس کام نے ایک موضوع کا آغاز کیا جو حیاتیاتی طور پر فعال ڈھانچوں میں سلفر کی اہمیت کا تعین کرنے کے اپنے پورے کیریئر میں جاری رہا۔ اس نے اسے پیپٹائڈز پر بھی لگایا۔ پیپٹائڈ کی ترکیب/اے سی ٹی ایچ ایک فعال پیپٹائڈ ہارمون کی پہلی کیمیائی ترکیب، نو امینو ایسڈ سائیکلک پیپٹائڈ، آکسیٹوسن، 1954 میں ڈو ویگنیوڈ نے حاصل کی تھی جس کے لیے انہیں نوبل انعام سے نوازا گیا تھا۔ ایک ہی وقت میں، تین لیبارٹریوں میں اینٹیریئر پٹیوٹری ہارمون، اے سی ٹی ایچ کی تنہائی اور ساخت کا تعین کیا جا رہا تھا۔ پیپٹائڈ کو بالآخر لمبائی میں 39 امینو ایسڈ ہونے کا تعین کیا گیا، تاہم انزیمیٹک اور ہلکے ایسڈ کے پھٹنے سے پتہ چلتا ہے کہ صرف پہلے 24 امینو ایسڈ پر مشتمل ساخت میں مکمل حیاتیاتی سرگرمی ہوتی ہے۔ یہ شروع سے ہی واضح تھا کہ اے سی ٹی ایچ میں امینو ایسڈ ارجنائن موجود ہے اور اس طرح اس بنیادی امینو ایسڈ کو پیپٹائڈز میں شامل کرنے کے طریقے تیار کرنے پڑے۔ ہوفمین اور اس کے گروپ نے یہ کام شروع کیا۔ ان کی کوششوں کی وجہ سے میلانوسائٹ محرک ہارمون، β-MSH کی ترکیب ہوئی، جو ACTH کے پہلے 13 امینو ایسڈ سے مطابقت رکھتی ہے اور پہلے 23 امینو ایسڈ کے امینو ایسڈ کی ترتیب سے مطابقت رکھنے والے مکمل طور پر فعال ACTH پیپٹائڈ کی ترکیب سے مطابقت رکھتی ہے۔ اے سی ٹی ایچ پر پیپٹائڈ کے مصنوعی کام کے دوران، مائع امونیا میں دھاتی سوڈیم کا استعمال کرتے ہوئے حفاظتی گروپوں کو ہٹاتے ہوئے ایک ایسائل-پرولین لنکج پر ایک نئی زنجیر کی دراڑ کا مشاہدہ کیا گیا۔ یہ غیر متوقع رد عمل بعد میں خصوصی تجزیاتی معاملات میں مفید ثابت ہوا ہے۔ 1959 میں، فریڈ رچرڈز نے دریافت کیا کہ ایک پروٹولائٹک انزائم، سبٹیلسین، انزائم ربن نیوکلیز اے کو دو اجزاء میں تقسیم کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے، ایک پیپٹائڈ جو انزائم (ایس-پیپٹائڈ) کے پہلے 20 امینو ایسڈ سے مطابقت رکھتا ہے اور باقی پروٹین (ایس-پروٹین)۔ جب ایک دوسرے سے الگ کیا جاتا تھا، تو ہر ٹکڑا غیر فعال ہوتا تھا لیکن جب انہیں محض ایک ساتھ ملایا جاتا تھا، تو مکمل انزائیمیٹک سرگرمی بحال ہو جاتی تھی۔ ہوفمین نے قیاس کیا کہ یہ نظام پیپٹائڈ ہارمونز کے اپنے ریسیپٹرز کے ساتھ تعامل کے طریقے کا ایک نمونہ ہو سکتا ہے۔ اے سی ٹی ایچ کے ساتھ اسٹرکچر فنکشن کے مطالعے پورے جانور میں سرگرمی کا اندازہ لگانے کی ضرورت کی وجہ سے پیچیدہ تھے۔ ایس-پیپٹائڈ: ایس-پروٹین سسٹم نے ایک سادہ نظام فراہم کیا جس میں اے سی ٹی ایچ اینالاگس کی جانچ میں موجود حیاتیاتی پیچیدگیوں میں سے کوئی بھی نہیں تھا۔ یہ مطالعہ کرنے کے لیے کہ پیپٹائڈ ہارمونز اور ان کے رسیپٹرز کے درمیان بائنڈنگ قائم کرنے میں کون سے امینو ایسڈ اہم ہو سکتے ہیں، ہوفمین اور ان کے گروپ نے ایس-پروٹین کے ساتھ بائنڈنگ کے لیے بنائے گئے ایس-پیپٹائڈ مالیکیول میں ہر امینو ایسڈ کی شراکت کا منظم جائزہ لینا شروع کیا۔ ایس-پیپٹائڈ کے مصنوعی ینالاگوں کی ایس-پروٹین کو چالو کرنے کی صلاحیت کا ہارمونل سرگرمی کو ظاہر کرنے کے لیے مصنوعی اے سی ٹی ایچ ینالاگوں کے ساتھ اچھی طرح سے تعلق تھا: 1) ایس-پروٹین کے ساتھ مکمل سرگرمی کو دوبارہ قائم کرنے کے لیے ایس-پیپٹائڈ سلسلہ کا صرف ایک حصہ ضروری تھا۔ 2) میتھیونین اہم نہیں تھا۔ 3) پیپٹائڈ میں ایک خاص امینو ایسڈ کو تبدیل کرنے سے نہ صرف پیپٹائڈ کی سرگرمی کو تباہ کیا گیا بلکہ ایک مخالف بھی پیدا ہوا۔ ایک بار جب یہ ثابت ہو گیا کہ پیپٹائڈ ہارمون ریسیپٹرز خلیوں کی پلازما جھلی پر رہتے ہیں، تو ACTH مشتقات کی سرگرمی کا براہ راست مطالعہ جو اتنے عرصے سے محققین سے محروم تھا آخر کار ایک حقیقت بن گیا۔ ہوفمین اور ان کے ساتھیوں نے گائے کے گوشت کے ایڈرینلز سے پلازما کی جھلیوں کو الگ کیا اور اے سی ٹی ایچ کے مصنوعی اینالاگس کے ساتھ ساخت کی سرگرمی کا مطالعہ کرنے میں کامیاب رہے۔ اہم بات یہ ہے کہ انہوں نے پایا کہ پوزیشن 9 میں ٹریپٹوفین کے باقیات کے لیے فینیلالینائن کو تبدیل کرنے سے ایک پیپٹائڈ پیدا ہوا جو اسے چالو کیے بغیر ACTH رسیپٹر سے جڑا ہوا تھا، یعنی۔ اور ACTH مخالف۔ بائیوٹن رسیپٹر آئسولیشن کی طرف واپسی ہوفمین بائیوٹن پر اپنے ابتدائی کام پر پورے دائرے میں آئے جب انہوں نے اس وٹامن کو انسولین سے منسلک کیا۔ انہوں نے انسولین میں ترمیم کرنے کی تکنیک سیکھنے کے لیے ہیلمٹ زہن کی لیبارٹری میں آچین میں چھٹی گزاری)۔ اس معلومات کا استعمال کرتے ہوئے، وہ انسولین کی زنجیروں کے تین لائ کے باقیات میں سے کسی ایک سے بائیوٹن کو کیمیائی طور پر منسلک کرنے میں کامیاب رہا، اس طرح ایک انسولین تیار ہوئی جو ایوڈین-سیفروز کے کالموں سے جڑی ہوگی۔ بائیوٹینیل-انسولین ریسیپٹر کمپلیکس کو پھر بائیوٹن کے ذریعے بے گھر کیا جا سکتا ہے۔ اس آلے کے ساتھ، ہوفمین اور اس کے ساتھی کارکنوں نے کامیابی کے ساتھ ایک مکمل طور پر فعال انسولین رسیپٹر کو الگ کیا۔ ان کا آخری کام انسولین رسیپٹر پر استعمال ہونے والے اسی نقطہ نظر کا استعمال کرتے ہوئے اے سی ٹی ایچ رسیپٹر کو الگ تھلگ کرنے کی طرف تھا لیکن اس وقت تک ان کی صحت خراب ہو رہی تھی۔ ڈسٹنکشنز ہوفمین پٹسبرگ یونیورسٹی کے اسکول آف میڈیسن میں پروٹین ریسرچ لیبارٹری کے بانی اور ڈائریکٹر، نیشنل اکیڈمی آف سائنسز کے رکن، یونیورسٹی آف پٹسبرگ اسکول آف میڈیسن میں تجرباتی میڈیسن اور بائیو کیمسٹری کے پروفیسر ایمریٹس، اور امریکن ایسوسی ایشن فار دی ایڈوانسمنٹ آف سائنس کے رکن تھے۔ ایوارڈز اور امتیازات ہوفمین اس کے رکن تھے: امریکن ایسوسی ایشن فار دی ایڈوانسمنٹ آف سائنس امریکن کیمیکل سوسائٹی امریکن سوسائٹی فار بائیو کیمسٹری اینڈ مالیکیولر بائیولوجی اینڈوکرائن سوسائٹی نیشنل اکیڈمی آف سائنسز سگما الیون سوئس کیمیکل سوسائٹی ہوفمین کو درج ذیل ایوارڈز سے نوازا گیا: 1962 پٹسبرگ ایوارڈ 1963 نیشنل اکیڈمی آف سائنسز میں رکنیت کے لیے الیکشن 1963 بورڈن میڈل 1963 چانسلرز میڈل، یونیورسٹی آف پٹسبرگ 1972 میلن لیکچر، یونیورسٹی آف پٹسبرگ 1976 سینئر سائنٹسٹ ایوارڈ، الیگزینڈر وان ہمبولٹ فاؤنڈیشن، بون، مغربی جرمنی 1981 تیسرا ایلن ای پیئرس ایوارڈ امریکن پیپٹائڈ کیمسٹ 1983 جاپان سوسائٹی فار دی پروموشن آف سائنسز فیلوشپ ایوارڈ 1987 فرسٹ ہگنس میموریل ایوارڈ، یونیورسٹی آف پٹسبرگ ریفرنسز 1911 پیدائش 1995 موت 20 ویں