Джейн С. Ричардсон - Jane S. Richardson

Джейн С. Ричардсон
Джейн С. Ричардсон, черно-белое фото 2002.jpg
Ричардсон в 2002 году
Родившийся (1941-01-25) 25 января 1941 г. (возраст 79)
Тинек, Нью-Джерси
ГражданствоАмериканец
Альма-матерSwarthmore College, Гарвардский университет
ИзвестенЛенточная диаграмма, проверка структуры
Супруг (а)Дэвид С. Ричардсон
НаградыСтипендия Макартура (1985), Премия Александра Холлендера в области биофизики (2019)
Научная карьера
ПоляСтруктурная биология, Биофизика
УчрежденияУниверситет Дьюка
ВлиянияКристиан Анфинсен, Фредерик Брукс, Фредерик Ричардс
Схема ленты Триозофосфат изомераза, нарисованный от руки Джейн Ричардсон
Полноатомные контактные точки для двух хорошо упакованных остатков Ala

Джейн Шелби Ричардсон (родился 25 января 1941 г.)[1][2] американский биофизик, наиболее известный разработкой диаграммы Ричардсона, или ленточные диаграммы, метод представления трехмерной структуры белков.[3] Ленточные диаграммы стали стандартным представлением белковых структур, что облегчило дальнейшие исследования структуры и функции белков во всем мире. Обладая интересами к астрономии, математике, физике, ботанике и философии, Ричардсон выбрал нетрадиционный путь к созданию научной карьеры.[4][5] Сегодня Ричардсон - профессор биохимия в Университет Дьюка.[1]

биография

Ричардсон родился 25 января 1941 г. и вырос в г. Тинек, Нью-Джерси. Ее отец был инженер-электрик а ее мать была учительницей английского языка. Ее родители поощряли интерес к науке, и она была членом местных астрономических клубов еще в начальной школе.[6] Она приняла участие Средняя школа Тинек а в 1958 году занял третье место в Поиск талантов Westinghouse Science, самый престижный выставка научных достижений в США с расчетами спутника Спутник орбита по ее собственным наблюдениям.[7][4]

Она продолжила образование, намереваясь изучать математику, астрономию и физику в Swarthmore College. Однако Ричардсон вместо этого закончил Пхи Бета Каппа со степенью бакалавра философии и второстепенным по физике в 1962 г., прежде чем продолжить работу в аспирантуре по философии в Гарвардский университет. Тем временем она смогла записаться на курсы таксономии и эволюции растений в Гарварде, которые позже внесут вклад в ее общий подход к изучению структуры белка. Поскольку философия Гарварда была сосредоточена на современной философии вместо интересов Ричардсона, классической философии, Ричардсон ушел с ней. степень магистра из Гарварда в 1966 году.[1][8][9] После окончания школы Ричардсон попробовала преподавать в средней школе, но вскоре поняла, что этот карьерный путь не для нее. Впоследствии она вернулась в научный мир, работая техником в Массачусетский Институт Технологий в той же лаборатории, что и ее муж Дэвид Ричардсон, с которым она познакомилась в Swarthmore College.[10] В Массачусетском технологическом институте Дэвид Ричардсон получил докторскую степень в Эл Коттон лаборатория с использованием Рентгеновская кристаллография изучить структуру стафилококковая нуклеаза. Джейн Ричардсон приобрела необходимые технические навыки и научную подготовку в области биохимии и биофизики во время работы в лаборатории, когда она работала вместе со своим мужем, с которым она работает до сих пор. Позже Ричардсон начала рисовать свои одноименные диаграммы как метод интерпретации структуры белковых молекул.[10] На протяжении своей карьеры Ричардсон была признана многими престижными учреждениями научного сообщества. В июле 1985 г. она была награждена Стипендия Макартура за работу в области биохимии.[11] Она была избрана в Национальная Академия Наук и Американская академия искусств и наук в 1991 г. и Институт медицины в 2006 году.[5] В рамках своей роли в Национальной академии наук Ричардсон работает в группах, которые консультируют белый дом и Пентагон касательно важных для государства научных вопросов (например,[12]). На 2012-2013 год Ричардсон был избран президентом Биофизическое общество на 2012-2013 год,[13] и она стала членом Американская кристаллографическая ассоциация в 2012.[14] Ричардсон в настоящее время Джеймс Б. Дьюк Профессор биохимии Университета Дьюка.[4]

Ричардсоны продолжают совместно возглавлять исследовательскую группу в Университете Дьюка.[10]

Ричардсон - участник Википедии, где она является видным членом ВикиПроект Биофизика.[15]

Научная работа и вклады

Первые набеги Ричардсона в науку были в области астрономия. Наблюдая за положением Спутник - в то время единственный искусственный спутник - две ночи подряд ей удалось вычислить его прогнозируемую орбиту. Она представила свои результаты в поиске талантов Westinghouse Science, заняв третье место в 1958 году.[5]

Ричардсон присоединилась к своему мужу Дэвиду С. Ричардсону, а затем завершила его кандидат наук работать над Массачусетский технологический институт, при изучении 3-х мерная структура из стафилококковая нуклеаза белок (1SNS)[16] к Рентгеновская кристаллография для докторской диссертации.[17][18] Стафилококковая нуклеаза была одной из первых дюжин решенных белковых структур.[19] Занятия в ботаника и эволюция То, что она приняла во время получения степени, сформировало ее представление о работе, которую она выполняла в химической лаборатории.[4] Во время ее кристаллографический исследований, Джейн Ричардсон пришла к выводу, что общую схему классификации можно разработать на основе повторяющихся структурные мотивы белков.[4] Тем временем Джейн и Дэвид Ричардсон переехали в Университет Дьюка в 1970 году, где они решили первую кристаллическую структуру супероксиддисмутаза (2SOD).[10][20][21] К 1977 году она опубликовала свои выводы о связи белков в Природа, с докладом под названием «Топология β-листов и родство белков».[4][22]

Когда Ричардсон разработал ленточная диаграмма чтобы проиллюстрировать ее выводы в ходе ее таксономических исследований, ее знаковые изображения впервые были опубликованы в обзорном журнале Достижения в химии белков в статье под названием «Анатомия и систематика структуры белка» 1981 г.,[5][23][24] ранняя отличительная публикация в структурная биоинформатика. С тех пор диаграммы стали стандартным способом визуализации структуры белка, в частности, изображения бета-лист топология и связи между аминокислота последовательности, или пептиды, из которых состоят белки. Процесс сворачивания белка включает четыре уровня: основные конструкции, второстепенные конструкции, третичные структуры, и четвертичные структуры. Вторичные структуры возникают в результате водородная связь взаимодействия между соседними аминокислотными последовательностями с образованием альфа спирали или бета-листы.[25] Третичные структуры представляют собой более высокий порядок сворачивания белков, которые отображают конформацию и связь между альфа-спиралями и бета-листами в 3D.[25] Ленточные диаграммы Ричардсона иллюстрируют топологию бета-листа и взаимосвязь в белковых структурах более высокого порядка. Она формализовала общие правила связывания бета-листов через «шпильки» или «кроссоверы». В шпилечном соединении пептидный остов выходит из него и петляет, чтобы вернуться к тому же концу бета-слоя, от которого он вышел. Кроссоверное соединение включает в себя пептидный остов, выходящий из одного бета-слоя и петляющий, чтобы войти в другой бета-лист на противоположном конце белка.[26] Ее первоначальные рисунки и постоянные открытия способствуют более широкому пониманию энергетики и эволюции белков. Питер Агре, Лауреат Нобелевской премии и коллега-профессор Дьюка, сказал о работе Ричардсонов: «Работа Джейн и Дэвида позволила нам раскрыть форму белков, и отсюда стало легче понять их функцию».[10]

Более поздние работы Ричардсонов вышли за рамки классификации и кристаллографии. В 1980-х они распространились на области синтетическая биохимия и вычислительная биология как пионеры в дизайне белков de novo, метод обратной инженерии, позволяющий делать и проверять теоретические предсказания относительно сворачивания белков.[27] В 1990-х годах Ричардсоны разработали кинемаг система молекулярной графики, а Дэвид Ричардсон написал программу Mage для отображения их на маленьких компьютерах для тогда еще нового журнала Белковая наука.[28] Кроме того, они разработали контактный анализ всех атомов (см. Изображение), чтобы измерить «степень соответствия» внутри белков и во взаимодействиях с окружающими молекулами.[4] Веб-сайт Kinemage предлагает интерактивное исследование различных трехмерных белковых структур с помощью компьютерных дисплеев с использованием графических программ Mage или KiNG. Этот веб-сайт, финансируемый за счет гранта Национального института науки (NIH), часто используется в качестве учебного пособия. Учебники и интернет-сайты с изображениями из Kinemages включают: Введение в структуру белка Бранден и Туз,[29] Основы биохимии компании Viet, Voet & Pratt,[30] Принципы биохимии Хортон и др.,[31] и авторский проект Kinemage Университета Миссисипи.[32]

В настоящее время лаборатория Ричардсона изучает структурные мотивы в РНК.[33] а также белки, как часть RNA Ontology Consortium (ROC)[34] чтобы лучше передать результаты исследований структуры и функций РНК.[35][36] Лаборатория выступила в качестве оценщиков в CASP 8 эксперимент по предсказанию структуры[37] (CASP),[38] одна из четырех команд разработчиков программного обеспечения PHENIX[39] за рентгеновская кристаллография из макромолекулы, и размещает веб-службу MolProbity[40] для проверки и повышения точности кристаллических структур белков и РНК. MolProbity использует программу KiNG (преемницу Mage) для отображения 3D кинемаг графика он-лайн. Джейн Ричардсон работает во всем мире Банк данных белков (wwPDB) Целевая группа по проверке рентгеновских лучей[41] и ЯМР Целевая группа по валидации.[42] Продолжая руководить лабораторией Ричардсона вместе со своим мужем в Duke, где они используют MolProbity для проверки РНК, белков и кристаллических структур, она также добавляет изображения, связанные с наукой, изображения природы и изображения для WikiProject Biophysics. Wikimedia Commons.[15]

Награды и отличия

Известные публикации

Следующие статьи классифицируются Web of Science как наиболее цитируемые по состоянию на 17 февраля 2020 г .:

Рекомендации

  1. ^ а б c d е "Джейн С. Ричардсон". Фонд химического наследия. Архивировано из оригинал 12 июля 2016 г.. Получено 16 февраля, 2020.
  2. ^ "Интервью с Джейн Ричардсон". Получено 17 сентября, 2020.
  3. ^ Доктор биомедицинских наук; Б.А., физико-математические науки; Facebook Facebook; Twitter, Twitter. "Известные женщины-химики и инженеры-химики". ThoughtCo. Получено 16 февраля, 2020.
  4. ^ а б c d е ж грамм Бихар, S (август 2004 г.). "Ленточные диаграммы и таксономия белков: профиль Джейн С. Ричардсон" (pdf). Биологический физик. 4 (3): 5.
  5. ^ а б c d е Вандеркам Л. (28 мая 2008 г.). «В поисках порядка: Джейн Ричардсон». Scientific American. Получено 17 февраля, 2020.
  6. ^ Roseberry J (9 ноября 2007 г.). "Интервью с Джейн Ричардсон". Женщины в герцогской медицине.
  7. ^ United Press (4 марта 1958 г.). «Двое в одной школе выиграли научный конкурс». Нью-Йорк Таймс. Другие обладатели стипендии: Джейн Шелби, 17 лет, с 431 Клермонт-авеню, Тинек, штат Нью-Джерси, 5000 долларов; 18-летний Дональд М. Джерина из Ривер-Гроув, штат Иллинойс, 4000 долларов, и Нил Л. Нинингер из Ларкспура, Калифорния, 3000 долларов.
  8. ^ "Путеводитель по устному историческому интервью Джейн С. Ричардсон, 2007 г.". Архив медицинского центра Duke. Получено 19 мая, 2020.
  9. ^ «Женщины в науке: где она сейчас? Джейн Ричардсон». Получено 17 февраля, 2020.
  10. ^ а б c d е Басгалл, Монте (13 января 2008 г.). «Ленточные диаграммы». Duke Research. Архивировано из оригинал 15 апреля 2008 г.. Получено 31 мая, 2008.
  11. ^ а б «Список стипендиатов - июль 1985 г.». Фонд Джона Д. и Кэтрин Т. Макартуров. 2007. Архивировано с оригинал 19 апреля 2008 г.. Получено 31 мая, 2008.
  12. ^ Ледук Дж. М. и др. (2010). Последовательная классификация избранных агентов: более яркая линия. Национальная академия прессы. ISBN  978-0-309-15905-0.
  13. ^ "Профиль биофизика: Джейн С. Ричардсон". Информационный бюллетень Биофизического общества. Февраль 2012 г.. Получено 12 мая, 2012.
  14. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал 31 августа 2018 г.. Получено 1 ноября, 2012.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  15. ^ а б c Лилли Б. (18 ноября 2014 г.). "Что меня узнала из Википедии о моем дедушке". Атлантический океан.
  16. ^ PDB: 1SNS​; Арноне А., Бир CJ, Коттон FA, Дэй VW, Хазен EE, Ричардсон округ Колумбия, Йонат A, Ричардсон JS (апрель 1971). «Структура высокого разрешения ингибиторного комплекса внеклеточной нуклеазы Staphylococcus aureus. I. Экспериментальные процедуры и отслеживание цепи». Журнал биологической химии. 246 (7): 2302–16. PMID  5555571.
  17. ^ Косара Р. (ноябрь – декабрь 2008 г.). «Структуры меньше света». Американский ученый. 96 (6): 498. Дои:10.1511/2008.75.498.
  18. ^ Арноне А.А., Бир С.Дж., Коттон Ф.А., Дэй Ф.В., Хазен Е.Е. мл., Ричардсон, округ Колумбия, Ричардсон Дж. С., Йонат А. (1971). "Структура высокого разрешения комплекса ингибиторов внеклеточной нуклеазы Staphylococcus aureus: I. Экспериментальные процедуры и отслеживание цепи". Журнал биологической химии. 246: 2303–2316. PMID  5555571.
  19. ^ Ричардсон Дж. С., Ричардсон округ Колумбия (март 2013 г.). «Изучение и полировка макромолекул PDB». Биополимеры. 99 (3): 170–82. Дои:10.1002 / bip.22108. ЧВК  3535681. PMID  23023928.
  20. ^ PDB: 2SOD​; Тайнер Ж.А., Getzoff ED, Бим К.М., Ричардсон Дж. С., Ричардсон, округ Колумбия (сентябрь 1982 г.). «Определение и анализ 2 A-структуры меди, супероксиддисмутазы цинка». Журнал молекулярной биологии. 160 (2): 181–217. Дои:10.1016/0022-2836(82)90174-7. PMID  7175933.
  21. ^ Ричардсон Дж, Томас К.А., Рубин Б.Х., Ричардсон округ Колумбия (апрель 1975 г.). «Кристаллическая структура бычьей Cu, Zn супероксиддисмутазы при разрешении 3 A: отслеживание цепи и металлические лиганды». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 72 (4): 1349–53. Дои:10.1073 / pnas.72.4.1349. ЧВК  432531. PMID  1055410.
  22. ^ Ричардсон Дж. С. (август 1977 г.). «Топология бета-листов и родство белков». Природа. 268 (5620): 495–500. Bibcode:1977Натура.268..495р. Дои:10.1038 / 268495a0. PMID  329147.
  23. ^ Ричардсон Дж. С., Ричардсон округ Колумбия (2013). «Выполнение молекулярной биофизики: поиск, наименование и изображение сигнала в пределах сложности». Ежегодный обзор биофизики. 42: 1–28. Дои:10.1146 / annurev-biophys-083012-130353. ЧВК  3695750. PMID  23451888.
  24. ^ Ричардсон Дж. С. (1981). «Анатомия и таксономия структуры белка». Достижения в химии белков. 34: 167–339. Дои:10.1016 / с0065-3233 (08) 60520-3. ISBN  9780120342341. PMID  7020376.
  25. ^ а б Годби В.Т. (8 декабря 2014 г.). Введение в биотехнологию: наука, технологии и медицинские приложения. Амстердам. ISBN  978-1-908818-48-5. OCLC  890939491.
  26. ^ Ричардсон Дж. С. (август 1977 г.). «Бета-листовая топология и родство белков». Природа. 268 (5620): 495–500. Bibcode:1977Натура.268..495р. Дои:10.1038 / 268495a0. PMID  329147.
  27. ^ Ричардсон Дж. С., Ричардсон, округ Колумбия (июль 1989 г.). «Дизайн de novo белковых структур». Тенденции в биохимических науках. 14 (7): 304–9. Дои:10.1016/0968-0004(89)90070-4. PMID  2672455.
  28. ^ Ричардсон, округ Колумбия, Ричардсон Дж.С. (январь 1992 г.). «Кинемаг: инструмент научного общения». Белковая наука. 1 (1): 3–9. Дои:10.1002 / pro.5560010102. ЧВК  2142077. PMID  1304880.
  29. ^ Брандин С., Туз Дж. (1999). Введение в структуру белка (2-е изд.). Нью-Йорк: Публикации Гарланд. ISBN  0-8153-2304-2. OCLC  39508201.
  30. ^ Воет Д., Воет Дж. Г., Пратт CW (29 февраля 2016 г.). Основы биохимии: жизнь на молекулярном уровне (Пятое изд.). Хобокен, штат Нью-Джерси. ISBN  978-1-118-91840-1. OCLC  910538334.
  31. ^ Хортон HR (2006). Принципы биохимии (4-е изд.). Река Аппер Сэдл, штат Нью-Джерси: Pearson Prentice Hall. ISBN  0-13-145306-8. OCLC  58594968.
  32. ^ «Поиск награды NSF: Награда № 9980935 - Студент, создающий трехмерные иллюстрации в области биохимии для студентов». nsf.gov. Получено 7 февраля, 2020.
  33. ^ Ричардсон Дж. С., Шнайдер Б., Мюррей Л. В., Капрал Дж. Дж., Иммормино Р. М., Хедд Дж. Дж. И др. (Март 2008 г.). «Основа РНК: согласованные многоугольные конформеры и номенклатура модульных строк (вклад Консорциума RNA Ontology)». РНК. 14 (3): 465–81. Дои:10.1261 / rna.657708. ЧВК  2248255. PMID  18192612.
  34. ^ «Консорциум онтологий РНК (ROC)». ROC.bgsu.edu. Архивировано из оригинал 22 января 2009 г.
  35. ^ Бирмингем А., Клементе Дж. К., Десаи Н., Гилберт Дж., Гонсалес А., Кирпидес Н. и др. (Апрель 2011 г.). «Отчет о заседании Консорциума RNA Ontology 8-9 января 2011 г.». Стандарты геномных наук. 4 (2): 252–6. Дои:10.4056 / sigs.1724282. ЧВК  3111981. PMID  21677862.
  36. ^ Леонтис Н.Б., Альтман Р.Б., Берман Х.М., Бреннер С.Е., Браун Дж. В., Энгельке Д. Р. и др. (Апрель 2006 г.). «Консорциум RNA Ontology: открытое приглашение сообществу RNA». РНК. 12 (4): 533–41. Дои:10.1261 / rna.2343206. ЧВК  1421088. PMID  16484377.
  37. ^ Киди Д.А., Уильямс С.Дж., Хедд Дж.Дж., Арендалл В.Б., Чен В.Б., Капрал Г.Дж. и др. (2009). «Остальные 90% белка: оценка за пределами Calphas для моделей на основе шаблона CASP8 и высокоточных моделей». Белки. 77 Дополнение 9: 29–49. Дои:10.1002 / prot.22551. ЧВК  2877634. PMID  19731372.
  38. ^ «Центр прогнозирования структуры белка». Predictioncenter.org. Национальный институт общих медицинских наук США (NIH / NIGMS).
  39. ^ Адамс П.Д., Афонин П.В., Бункоци Г., Чен В.Б., Дэвис И.В., Эчолс Н. и др. (Февраль 2010 г.). «PHENIX: комплексная система на основе Python для решения макромолекулярных структур». Acta Crystallographica. Раздел D, Биологическая кристаллография. 66 (Pt 2): 213–21. Дои:10.1107 / S0907444909052925. ЧВК  2815670. PMID  20124702.
  40. ^ Чен В.Б., Арендалл В.Б., Хедд Дж.Дж., Киди Д.А., Иммормино Р.М., Капрал Г.Дж. и др. (Январь 2010 г.). «MolProbity: проверка структуры всех атомов для кристаллографии макромолекул». Acta Crystallographica. Раздел D, Биологическая кристаллография. 66 (Пт 1): 12–21. Дои:10.1107 / S0907444909042073. ЧВК  2803126. PMID  20057044.
  41. ^ Прочтите RJ, Adams PD, Arendall WB, Brunger AT, Emsley P, Joosten RP и др. (Октябрь 2011 г.). «Новое поколение инструментов кристаллографической проверки для банка данных белков». Структура. 19 (10): 1395–412. Дои:10.1016 / j.str.2011.08.006. ЧВК  3195755. PMID  22000512.
  42. ^ Montelione GT, Nilges M, Bax A, Güntert P, Herrmann T., Richardson JS и др. (Сентябрь 2013). "Рекомендации Рабочей группы по валидации ЯМР wwPDB". Структура. 21 (9): 1563–70. Дои:10.1016 / j.str.2013.07.021. ЧВК  3884077. PMID  24010715.
  43. ^ «Джейн Ричардсон - Фонд Макартура». www.macfound.org. Получено 17 февраля, 2020.
  44. ^ а б "Общество с отличием выпускников | Общество науки и общественности". Получено 17 февраля, 2020.
  45. ^ а б "Джейн С. Ричардсон". www.nasonline.org. Получено 17 февраля, 2020.
  46. ^ «Обзор членства». www.nasonline.org. Получено 17 февраля, 2020.
  47. ^ «О ДН». Национальная Медицинская Академия. Получено 17 февраля, 2020.
  48. ^ "Каталог участников". www.amercrystalassn.org. Получено 7 февраля, 2020.
  49. ^ "Товарищи". www.amercrystalassn.org. Получено 17 февраля, 2020.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка