Franz Hofmeister - Franz Hofmeister

Franz Hofmeister (30 de agosto de 1850, Praga - 26 de julho de 1922, Würzburg ) foi um dos primeiros cientistas de proteínas e é famoso por seus estudos de sais que influenciam a solubilidade e a estabilidade conformacional das proteínas . Em 1902, Hofmeister foi o primeiro a propor que os polipeptídeos eram aminoácidos ligados por ligações peptídicas , embora esse modelo de estrutura primária da proteína fosse independente e simultaneamente concebido por Emil Fischer .

Vida pregressa

O pai de Hofmeister era médico em Praga, onde Hofmeister começou seus estudos, com o fisiologista Karl Hugo Huppert , também aluno de Carl Lehmann. A Habilitationsschrift de Hofmeister em 1879 dizia respeito aos produtos pépticos da digestão.

Hofmeister tornou-se Professor de Farmacologia na Primeira Faculdade de Medicina da Charles University em Praga em 1885, e posteriormente mudou-se para Estrasburgo em 1896.

A série Hofmeister

Hofmeister descobriu uma série de sais que têm efeitos consistentes na solubilidade das proteínas e (foi descoberto mais tarde) na estabilidade de sua estrutura secundária e terciária . Os ânions parecem ter um efeito maior do que os cátions e geralmente são ordenados

${\ displaystyle \ mathrm {F ^ {-} \ approx SO_ {4} ^ {2 -}> HPO_ {4} ^ {2 -}> acetato> Cl ^ {-}> NO_ {3} ^ {-}> Br ^ {-}> ClO_ {3} ^ {-}> I ^ {-}> ClO_ {4} ^ {-}> SCN ^ {-}}}$

(Esta é uma lista parcial; muitos outros sais foram estudados.) A ordem dos cátions é geralmente dada como

${\ displaystyle \ mathrm {NH_ {4} ^ {+}> K ^ {+}> Na ^ {+}> Li ^ {+}> Mg ^ {2 +}> Ca ^ {2 +}> guanidínio}}$

O mecanismo da série Hofmeister não é totalmente claro, mas parece resultar principalmente dos efeitos no solvente em concentrações de sal mais altas (> 100 mM). Os primeiros membros da série aumentam a tensão superficial do solvente e diminuem a solubilidade das moléculas não polares ( saída do sal ); na verdade, eles fortalecem a interação hidrofóbica . Em contraste, os sais posteriores da série aumentam a solubilidade de moléculas não polares ( sal em ) e diminuem a ordem na água; na verdade, eles enfraquecem o efeito hidrofóbico . No entanto, esses sais também interagem diretamente com as proteínas (que são carregadas e têm fortes momentos de dipolo) e podem até se ligar especificamente (por exemplo, fosfato e sulfato se ligando à ribonuclease A ). Os íons que têm um forte efeito de salgamento , como I ^- e SCN ^- são desnaturantes fortes, porque eles salgam no grupo do peptídeo e, portanto, interagem muito mais fortemente com a forma desdobrada de uma proteína do que com sua forma nativa. Conseqüentemente, eles puxam a reação de desdobramento. Além disso, eles podem ter interações diretas com algumas moléculas hidrofóbicas padrão, por exemplo, benzeno . Uma investigação química quântica sugere uma origem eletrostática da série Hofmeister, que parece quantificar esta série qualitativa (pelo menos para ânions).

Purificação de proteína

A importância da série Hofmeister para o trabalho inicial com proteínas não deve ser subestimada, uma vez que forneceu a principal ferramenta para purificar proteínas (precipitação de sulfato) nos próximos ~ 50 anos, que ainda está em uso hoje. O próprio Hofmeister pode ter sido o primeiro a cristalizar uma proteína, a albumina de clara de ovo de galinha. A cristalização repetida era uma técnica de purificação favorita nos primeiros dias da ciência das proteínas e foi essencial para seu desenvolvimento.

Proposta de estrutura primária da proteína

Hofmeister defendeu ligações peptídicas por processo de eliminação. As ligações CC, éter e éster eram improváveis ​​considerando a digestão pela tripsina . As ligações R = CNC = R poderiam ser eliminadas porque implicariam em um número muito maior de grupos carboxilato do que o observado experimentalmente.

Hofmeister também defendeu as ligações peptídicas baseadas na reação do biureto observada com todas as proteínas, mas nunca com os aminoácidos livres. Uma vez que o biureto tem a fórmula NH ₂ -CO-NH-CO-NH ₂ , isso sugere a presença de ligações peptídicas semelhantes nas proteínas.

Veja também

• estrutura primária
• ligação peptídica
• Foto de Hofmeister no site Science and Society, Reino Unido
• Hofmeister Still Mystifies, Chemical & Engineering News , 16 de julho de 2012.

Referências

Consulte Mais informação

• Hofmeister F. (1888) Arch. Exptl. Pathol. Pharmakol. , 24 , 247.
• Zhang, Y; Cremer, P (dezembro de 2006). "Interações entre macromoléculas e íons: The Hofmeister series". Opinião Atual em Biologia Química . 10 (6): 658–63. doi : 10.1016 / j.cbpa.2006.09.020 . PMID  17035073 .
• Zhou, Huan-Xiang (outubro de 2005). "Interações de macromoléculas com íons de sal: uma teoria eletrostática para o efeito Hofmeister". Proteínas: Estrutura, Função e Bioinformática . 61 (1): 69–78. doi : 10.1002 / prot.20500 . PMID  16044460 . S2CID  4996928 .
• Tanford C e Reynolds J. (2001) Nature's robots: a history of proteínas , Oxford University Press. ISBN  0-19-850466-7
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• Collins, KD .; Washabaugh, MW. (1985). “O efeito Hofmeister e o comportamento da água nas interfaces”. Q Rev Biophys . 18 (4): 323–422. doi : 10.1017 / s0033583500005369 . PMID  3916340 .
• John Leo, Abernethy (1967). "Franz Hofmeister - O impacto de sua vida e da pesquisa em química". Journal of Chemical Education . 44 (3): 177–80. Bibcode : 1967JChEd..44..177A . doi : 10.1021 / ed044p177 . PMID  5343300 .

links externos

• Trabalhos por ou sobre Franz Hofmeister em Internet Archive