Charles Yanofsky
yhdysvaltalainen geneetikko ja mikrobiologi
Charles Yanofskyn merkittävimmät panokset genetiikkaan ja biokemiaan kehittyivät hänen tryptofaanisyntetaasin genetiikkaa ja biokemiaa koskevista tutkimuksistaan. Yanofskyn uraauurtava tutkimus tryptofaanisyntetaasista oli ensimmäinen, joka osoitti, että entsyymi voi sisältää kaksi erilaista alayksikköä. Eschericia coli-tryptofaanisyntetaasi katalysoi kahta viimeistä peräkkäistä reaktiota tryptofaanin biosynteesissä. Yanofskyn työ entsyymiä ohjaavien geenien ja entsyymin synteesin ja säätelyn välisestä suhteesta myötävaikutti kehittyneempään versioon George Beadlen (1903-1989) ja Edward Tatumin (1909-1975) kehittämästä” one geeni—one enzyme ” – käsitteestä.
Yanofsky syntyi New Yorkissa. Hän sai BS-tutkinnon pääaineenaan biokemia City College of New Yorkista vuonna 1948. Hän suoritti mikrobiologian maisterin ja tohtorin tutkinnot Yalen yliopistossa vuosina 1950 ja 1951. Vuosina 1944-1946 hän palveli Yhdysvaltain asevoimissa. Oltuaan kaksi vuotta mikrobiologian tutkimusassistenttina (1951-1953) hänestä tuli Western Reserve University Medical Schoolin mikrobiologian apulaisprofessori (1954-1958). Vuonna 1958 hän otti vastaan professuurin Stanfordin yliopiston biologisten tieteiden laitokselta. Vuonna 1967 hänet nimitettiin Herzsteinin biologian professoriksi. Hänet valittiin American Academy of Arts and Sciences vuonna 1964, ja National Academy of Sciences vuonna 1966.
yksi ensimmäisistä biosynteettisistä reiteistä, jotka neurospora crassan biokemialliset ja geneettiset analyysit selvittivät perusteellisesti, oli aminohappo tryptofaaniin johtava reitti. Lisätutkimukset typtofaania vaativilla eschericia coli-ja Salmonella typhimurium-mutanteilla vahvistivat Neurosporan löydökset. Beadlen ja Tatumin työn innoittamana Yalen neuvonantaja David Bonner yritti tutkia geenien ja entsyymien välistä suhdetta tutkimalla neurosporan entsyymejä, jotka näyttivät olevan viallisia tai puuttuvia tietyissä mutanteissa. 1950-luvulle tultaessa Bonnerin ryhmän jäsenet olivat valinneet neurospora-tai E. coli-bakteerin entsyymit uusiin entsymaattisiin ja geneettisiin analyyseihin toivoen paljastavansa geenin ja proteiinin välisen rakenteellisen suhteen. Aiemman tutkimuskokemuksensa vuoksi Yanofsky valitsi tryptofaanisyntetaasin. Työskentely tämän monimutkaisen entsyymin kanssa tuottaisi arvovalintoja geenien ja entsyymien väliseen rakenteelliseen suhteeseen, mukaan lukien sellaiset erityisnäkökohdat kuin tukahduttaminen, reaktiomekanismit, aktiiviset paikat, proteiinin taitto ja eri mikrobilajien entsyymien vaihtelu.
vuonna 1954 Yanofsky kollegoineen todisti yksiselitteisesti, että eschericia Colin sisältämä tryptofaanisyntetaasi koostui kahdesta erotettavasta proteiinin alayksiköstä. Yanofskyn ryhmä selvitti myös proteiinialayksiköiden ja ehjän proteiinin katalysoimien reaktiosarjojen välisen suhteen, alayksiköiden aggregoitumiskyvyn sekä substraattien aktiivisten istumien sijainnin.
1980-luvulla Yanofsky suoritti sarjan kokeita, jotka valaisivat vaimentumisilmiötä aminohappojen biosynteesiin liittyvien bakteerioperonien säätelyssä. Kokeiden mukaan bakteerien kromosomissa olevissa operoneissa, jotka vastaavat aminohappojen biosynteesistä, on vaimentajaksi kutsuttu kohta. Näiden operonien alkuperäisen segmentin translaatiotuote on peptidi, jossa on runsaasti aminohappoa, jonka synteesiä kyseinen operoni ohjaa. Kun aminohappoa oli hyvin vähän, translaatio transkription asiaankuuluvissa kodoneissa estyi. Tämä prosessi mahdollisti RNA-polymeraasin etenemisen sellaisen kohdan läpi, joka lopettaisi transkription, kun kyseisen aminohapon tarjonta on suuri. Vaimennus tarjosi uuden mekanismin geeniekspression säätelyyn, joka perustui operonin distaalisten osien transkription valikoivaan vähentämiseen. Yanofsky selitti, että kahden mekanismin—tukahdutusjärjestelmän ja vaimennuksen—olemassaolo tryptofaanioperonin transkription säätelyssä voitaisiin selittää erilaisilla metabolisilla reaktioilla, jotka osallistuvat tryptofaanin biosynteesiin ja hyödyntämiseen. Yanofskyn mukaan kahden säätelymekanismin yhdistelmä mahdollisti bakteerin tunnistamisen ja tehokkaan reagoinnin sekä ulkoisiin että sisäisiin tapahtumiin. Tryptofaanisyntetaasin tutkimukset olivat niin hedelmällisiä, että Yanofsky on kutsunut sitä “lumotuksi entsyymiksi.”
LOIS N. MAGNER
