Frances H. Arnold

Frances H. Arnold (2012)

Frances Hamilton Arnold (nacida el 25 de julio de 1956 en Pittsburgh , Pensilvania ) es una bioquímica e ingeniera química estadounidense. Es profesora de Ingeniería Química , Bioquímica y Bioingeniería en el Instituto de Tecnología de California (Caltech) y tiene la Cátedra Dick y Barbara Dickinson . Se la considera pionera en el campo de la evolución dirigida en química. En 2018 recibió el Premio Nobel de Química por sus logros . Bajo la presidencia de Joe Biden , ella y Maria T. Zuber copresidirán el Consejo de Asesores de Ciencia y Tecnología del presidente .

Vida

Arnold creció en un suburbio de Pittsburgh , Pennsylvania como hija del ingeniero nuclear William Howard Arnold . Ella es la nieta del general William Howard Arnold . En su juventud, protestó por la guerra de Vietnam , se mudó a Washington DC en rebelión contra la casa de sus padres, donde financió la escuela secundaria ella misma sirviendo a los camareros en un club de jazz y conduciendo taxis, y estaba en Sudamérica para trabajar en un solar. proyecto energético. Se graduó de la Universidad de Princeton con una licenciatura en ingeniería aeroespacial e ingeniería mecánica en 1979 y un doctorado en ingeniería química de la Universidad de California, Berkeley , en 1985 . Su disertación se llamó Diseño y ampliación de separaciones por afinidad . Desde 1986 estuvo en Caltech.

planta

Es conocida como una de las pioneras en el uso de métodos de evolución dirigida en el desarrollo de nuevas proteínas para, por ejemplo, medicina, biocatálisis y biocombustibles . El ADN con errores ( mutaciones ) se duplica y los resultados más prometedores se incorporan a los microbios para la ingeniería genética de las proteínas correspondientes. Realizó sus primeros intentos en 1996 para optimizar una enzima ( subtilisina E) que se encuentra naturalmente en las bacterias para un ambiente orgánico en lugar de acuoso. Posee más de 30 patentes estadounidenses (2011) y ha asesorado a numerosas empresas biotecnológicas y farmacéuticas, como Merck Sharp & Dohme, en el desarrollo del medicamento para la diabetes Januvia .

Ella desarrolló sustancias que se acoplan a los neurotransmisores y prometen métodos de imagen mejorados para investigar el cerebro, donde la resonancia magnética funcional hasta ahora se ha basado principalmente en el contenido de oxígeno de la sangre.

Su grupo también describió la formación enzimática de enlaces carbono-silicio. De manera similar, se describió un método altamente selectivo de representación enzimática del ciclopropano , precursor en la síntesis de ticagrelor .

En 2005 cofundó Gevo Inc., que desarrolla métodos para producir biocombustibles. Desarrolló una enzima que funciona en condiciones anaeróbicas y, por lo tanto, ahorra altos costos de ventilación. Ella está trabajando en enzimas que producen biocombustible a partir de celulosa en lugar de azúcar.

Personal

Tiene tres hijos. En 2005 desarrolló cáncer de mama y fue operada. Sus pasatiempos incluyen el buceo, el senderismo, el ciclismo y los viajes.

honores y premios

Membresías

Fuentes

  • con KQ Chen: Ingeniería enzimática para disolventes no acuosos: mutagénesis aleatoria para mejorar la actividad de la subtilisina E en medios orgánicos polares. Biotechnology (NY), Vol. 9, 1991, págs. 1073-1077.
  • con K. Chen: Ajuste de la actividad de una enzima para entornos inusuales: mutagénesis aleatoria secuencial de subtilisina E para catálisis en dimetilformamida. Proc Natl Acad Sci USA, Vol. 90, 1993, págs. 5618-5622.
  • Proteínas de ingeniería para entornos inusuales. FASEB J., volumen 7, 1993, págs. 744-749.
  • con K. Miyazaki: Exploración de vías evolutivas no naturales mediante mutagénesis por saturación: mejora rápida de la función de las proteínas. J. Mol. Evol., Vol. 49, 1996, págs. 716-720.
  • Evolución dirigida: creación de biocatalizadores para el futuro. En: Ciencias de la Ingeniería Química. Volumen 51, 1996, págs. 5091-5102, doi: 10.1016 / S0009-2509 (96) 00288-6 .
  • con JC Moore, HM Jin, O. Kuchner: Estrategias para la evolución in vitro de la función proteica: Evolución enzimática por recombinación aleatoria de secuencias mejoradas. En: Revista de Biología Molecular . Volumen 272, 1997, págs. 336-347, pdf .
  • con H. Zhao: mutaciones funcionales y no funcionales que se distinguen por la recombinación aleatoria de genes homólogos, Proc Natl Acad Sci. USA, Vol. 94, 1997, págs. 7997-8000.
  • con H. Zhao: Optimización de la mezcla de ADN para recombinación de alta fidelidad. Nucleic Acids Res., Vol. 25, 1997, págs. 1307-1308.
  • con H. Zhao, L. Giver, Z. Shao, JA Affholter: Evolución molecular por recombinación in vitro del proceso de extensión escalonada (StEP). Nat Biotechnology, Vol. 16. 1998, págs. 258-261.
  • con L. You: Evolución dirigida de subtilisina E en Bacillus subtilis para mejorar la actividad total en dimetilformamida acuosa, Protein Eng., Volumen 1996, 1994, págs. 77-83.
  • con JC Moore: Evolución dirigida de una para-nitrobencil esterasa para disolventes orgánicos acuosos. Nature Biotechnology, Vol. 14, 1996, págs. 458-467.
  • con Z. Shao, H. Zhao, L. Dador: recombinación in vitro de cebado aleatorio: una herramienta eficaz para la evolución dirigida. Nucleic Acids Res., Vol. 26, 1998, págs. 681-683.
  • con L. Giver, A. Gershenson, PO Freskgard: Evolución dirigida de una esterasa termoestable. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, Vol. 95, 1998, págs. 12809-12813.
  • Diseño de Directed Evolution. En: Cuentas de Investigación Química . Volumen 31, 1998, págs. 125-131, pdf
  • con HM Zhao: la evolución dirigida convierte la subtilisina E en un equivalente funcional de la termitasa. Protein Eng., Vol. 12, 1999, págs. 47-53.
  • con K. Miyazaki: Exploración de vías evolutivas no naturales mediante mutagénesis por saturación: mejora rápida de la función de las proteínas. J. Mol. Evol., Vol. 49, 1999, págs. 716-720.
  • con V. Sieber, CA Martinez: Bibliotecas de proteínas híbridas de secuencias relacionadas lejanamente. Nature Biotechnology, Vol. 19, 2001, págs. 456-460.
  • con CA Voigt, C. Martínez, ZG Wang, SL Mayo: Bloques de construcción de proteínas preservados por recombinación. Estructura de la naturaleza. Biology, Vol. 9, 2002, págs. 553-558.
  • con Phillip A. Romero: Explorando paisajes de aptitud proteica por evolución dirigida. En: Nature Reviews Molecular Cell Biology . Volumen 10, 2009, págs. 866-876, doi: 10.1038 / nrm2805 .
  • La naturaleza de la innovación química: nuevas enzimas por evolución. The Quarterly Review of Biology, Volumen 48, 2015, págs. 404-410.
  • Evolución dirigida: dar vida a una nueva química. Angew. Chem. Int. Ed., Volumen 57, 2018, págs. 4143-4148.

enlaces web

Commons : Frances Arnold  - colección de imágenes, videos y archivos de audio

Evidencia individual

  1. https://buildbackbetter.gov/speeches/remarks-announcing-key-science-advisors-as-prepared-for-delivery-by-president-elect-joe-biden-in-wilmington-delaware/
  2. Tú, Arnold: Evolución dirigida de la subtilisina E en Bacillus Subtilis para la catálisis de dimetilformamida. En: Ingeniería de proteínas. Volumen 9, 1996, págs. 77-83.
  3. Kan SB, Lewis RD, Chen K, Arnold FH: Evolución dirigida del citocromo c para la formación de enlaces carbono-silicio: Dar vida al silicio. , Ciencias. 25 de noviembre de 2016; 354 ​​(6315): 1048-1051, PMID 27885032
  4. Hernandez KE, Renata H, Lewis RD, Jennifer Kan SB, Zhang C, Forte J, Rozzell D, McIntosh JA, Arnold FH: Síntesis biocatalítica altamente estereoselectiva de ciclopropano clave intermedio para Ticagrelor. , ACS Catal. 4 de noviembre de 2016; 6 (11): 7810-7813, PMID 28286694
  5. ^ Revisión de tecnología del MIT, 2013 .