بيتر د. ميتشل

بيتر دينيس ميتشل، زميل الجمعية الملكية [ 1 ] (29 سبتمبر 1920 - 10 أبريل 1992)، كان عالم كيمياء حيوية بريطانيًا حائزًا على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1978 لنظريته حول الآلية الكيميائية الأسموزية لتخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP ). [ 2 ] [ 3 ]

الحياة المبكرة والتعليم

وُلد ميتشل في ميتشام ، سري، في 29 سبتمبر 1920. [ 2 ] كان والداه كريستوفر جيبس ​​ميتشل، موظفًا حكوميًا ، وكيت بياتريس دوروثي (ني) تابلين. وكان عمه السير جودفري ميتشل ، رئيس مجلس إدارة شركة جورج ويمبي . [ 1 ] تلقى تعليمه في كلية كوينز، تونتون ، وكلية يسوع، كامبريدج [ 1 ] حيث درس العلوم الطبيعية ، متخصصًا في الكيمياء الحيوية .

تم تعيينه في منصب بحثي في ​​قسم الكيمياء الحيوية في كامبريدج عام 1942، وحصل على درجة الدكتوراه في أوائل عام 1951 عن عمله على آلية عمل البنسلين . [ 4 ]

المسار الوظيفي والبحث

في عام 1955 دعاه البروفيسور مايكل سوان لإنشاء وحدة أبحاث بيوكيميائية، تسمى وحدة البيولوجيا الكيميائية، في قسم علم الحيوان بجامعة إدنبرة ، حيث تم تعيينه محاضرًا أول في عام 1961، ثم قارئًا في عام 1962، على الرغم من أن المعارضة المؤسسية لعمله إلى جانب اعتلال صحته أدت إلى استقالته في عام 1963. [ 3 ]

بين عامي 1963 و1965، أشرف على ترميم قصر ذي واجهة على طراز ريجنسي ، يُعرف باسم منزل غلين ، في كاردينهام بالقرب من بودمين ، كورنوال ، حيث قام بتكييف جزء كبير منه لاستخدامه كمختبر أبحاث. أسس هو وزميلته السابقة في البحث، جينيفر مويل ، شركة خيرية تُعرف باسم شركة غلين للأبحاث المحدودة، لتعزيز البحوث البيولوجية الأساسية في منزل غلين، وشرعا في برنامج بحثي حول التفاعلات الكيميائية الأسموزية وأنظمة التفاعل. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]

فرضية التناضح الكيميائي

في ستينيات القرن العشرين، كان من المعروف أن الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) هو عملة الطاقة في الحياة، ولكن كان يُفترض أن آلية إنتاجه في الميتوكوندريا تتم عبر فسفرة على مستوى الركيزة . شكلت فرضية ميتشل الكيميائية الأسموزية الأساس لفهم عملية الفسفرة التأكسدية الفعلية . في ذلك الوقت، كانت الآلية الكيميائية الحيوية لتخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات عن طريق الفسفرة التأكسدية غير معروفة.

في عملية التناضح الكيميائي، تتحرك الأيونات وفقًا لتدرجها الكهروكيميائي عبر الغشاء.

أدرك ميتشل أن حركة الأيونات عبر فرق الجهد الكهروكيميائي يمكن أن توفر الطاقة اللازمة لإنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP). استندت فرضيته إلى معلومات كانت معروفة جيدًا في ستينيات القرن الماضي. كان يعلم أن للخلايا الحية جهدًا غشائيًا ؛ أي أن الجهد الداخلي سالب بالنسبة للبيئة المحيطة. وبالتالي، تتأثر حركة الأيونات المشحونة عبر الغشاء بالقوى الكهربائية (تجاذب الشحنات الموجبة مع السالبة). كما تتأثر حركتها أيضًا بالقوى الديناميكية الحرارية ، أي ميل المواد إلى الانتشار من مناطق التركيز الأعلى. ثم أثبت أن تخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) مرتبط بهذا التدرج الكهروكيميائي . [ 10 ]

أثبت اكتشاف إنزيم ATP synthase صحة فرضية ميتشل. واليوم، من المسلّم به أن التناضح الكيميائي لأيونات الهيدروجين (H+) هو مصدر الطاقة لتخليق ATP، بالإضافة إلى عمليات كيميائية حيوية أخرى.

وقد تأكدت فرضيته من خلال اكتشاف إنزيم ATP synthase ، وهو بروتين مرتبط بالغشاء يستخدم الطاقة الكامنة للتدرج الكهروكيميائي لإنتاج ATP؛ ومن خلال اكتشاف أندريه جاغندورف أن اختلاف الرقم الهيدروجيني عبر غشاء الثايلاكويد في البلاستيدة الخضراء يؤدي إلى تخليق ATP. [ 11 ]

دورة Q البروتونية

وفي وقت لاحق، افترض بيتر ميتشل أيضاً بعض التفاصيل المعقدة لسلاسل نقل الإلكترون. وتصور اقتران ضخ البروتون بتشعب الإلكترون القائم على الكينون ، والذي يساهم في قوة دافعة البروتون وبالتالي، في تخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP). [ 12 ]

الجوائز والتكريمات

في عام 1978، مُنح جائزة نوبل في الكيمياء "لمساهمته في فهم نقل الطاقة البيولوجية من خلال صياغة النظرية الكيميائية الأسموزية ". [ 13 ] وانتُخب زميلًا في الجمعية الملكية (FRS) في عام 1974. [ 1 ] [ 14 ]

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 سلاتر، إي سي (1994). "بيتر دينيس ميتشل. 29 سبتمبر 1920 - 10 أبريل 1992" . مذكرات السيرة الذاتية لزملاء الجمعية الملكية . 40 : 282-305 . doi : 10.1098/rsbm.1994.0040 . S2CID 72791163 . 
  2. 1 2 "قاموس أكسفورد للسير الوطنية". قاموس أكسفورد للسير الوطنية ( الطبعة الإلكترونية). مطبعة جامعة أكسفورد. 2004. doi : 10.1093/ref:odnb/51236 . (يتطلب ذلك اشتراكًا أو الوصول إلى مكتبة ويكيبيديا أو عضوية في مكتبة عامة في المملكة المتحدة .)
  3. 1 2 أنتوني كروفتس (1996). "بيتر ميتشل (1920-1992)" . مؤرشف من الأصل في 22 مارس 2009. تم الاطلاع عليه في 27 فبراير 2006 .
  4. ميتشل، بيتر دينيس (1950). معدلات التخليق والنسب الوزنية لمكونات الحمض النووي لبكتيريا المكورات الدقيقة أثناء نموها في وسط عادي وفي وسط يحتوي على البنسلين، مع الإشارة إلى التأثير المبيد للبكتيريا للبنسلين (أطروحة دكتوراه). جامعة كامبريدج. مؤرشفة من الأصل في 19 ديسمبر 2018. تم الاطلاع عليها في 12 نوفمبر 2015 .
  5. ميتشل، ب. ( 1966). "الاقتران الكيميائي الأسموزي في الفسفرة التأكسدية والضوئية". المراجعات البيولوجية . 41 (3): 445-502 . doi : 10.1111/j.1469-185X.1966.tb01501.x . PMID 5329743. S2CID 2073366 .  
  6. ميتشل، ب. (1972). " الاقتران الكيميائي الأسموزي في تحويل الطاقة: تطور منطقي للمعرفة البيوكيميائية". مجلة الطاقة الحيوية . 3 (1): 5-24 . doi : 10.1007/BF01515993 . PMID 4263930. S2CID 20251582 .  
  7. غريفيل، جي دي (1969). "دراسة معمقة لفرضية ميتشل الكيميائية الأسموزية لسلسلة التنفس والفسفرة الضوئية". المواضيع الحالية في علم الطاقة الحيوية . 3 : 1-78 . doi : 10.1016/B978-1-4831-9971-9.50008-0 . ISBN 9781483199719.
  8. ميتشل، ب. (1970). " جوانب من فرضية التناضح الكيميائي" . المجلة البيوكيميائية . 116 (4): 5P– 6P. doi : 10.1042/bj1160005p . PMC 1185429. PMID 4244889 .  
  9. ميتشل، ب. (1976). "الآليات الجزيئية المحتملة لوظيفة تحفيز البروتونات في أنظمة السيتوكروم". مجلة البيولوجيا النظرية . 62 (2): 327-367 . Bibcode : 1976JThBi..62..327M . doi : 10.1016/0022-5193(76)90124-7 . PMID 186667 . 
  10. ميتشل، ب. (1961). "اقتران الفسفرة بنقل الإلكترون والهيدروجين بآلية كيميائية تناضحية" (ملف PDF) . مجلة نيتشر . 191 (4784): 144-148 . Bibcode : 1961Natur.191..144M . doi : 10.1038/191144a0 . PMID: 13771349. S2CID : 1784050 .  
  11. جاغندورف إيه تي وإي. أوريبي (1966). "تكوين الأدينوسين ثلاثي الفوسفات الناتج عن التحول الحمضي القاعدي في بلاستيدات السبانخ الخضراء" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 55 (1): 170-177 . Bibcode : 1966PNAS...55..170J . doi : 10.1073/pnas.55.1.170 . PMC 285771. PMID 5220864 .  
  12. ميتشل، بيتر (15 نوفمبر 1975). "دورة Q الدافعة للبروتون: صياغة عامة". رسائل FEBS . 59 (2): 137-139 . Bibcode : 1975FEBSL..59..137M . doi : 10.1016/0014-5793(75) 80359-0 . ISSN 1873-3468 . PMID 1227927. S2CID 45494306 .   
  13. بيتر ميتشل على موقع Nobelprize.org ، تم الاطلاع عليه في 11 أكتوبر 2020، بما في ذلك محاضرة نوبل في 8 ديسمبر 1978، مفهوم سلسلة التنفس لديفيد كيلين وعواقبه الكيميائية الأسموزية
  14. "زمالة الجمعية الملكية 1660-2015" . لندن: الجمعية الملكية . مؤرشف من الأصل في 15 أكتوبر 2015.