Robert Huber

Robert Huber.

Robert Huber (né le 20 février 1937 à Munich ) est un chimiste / cristallographe de protéines allemand et lauréat du prix Nobel qui a apporté d'importantes contributions méthodologiques à l' analyse de la structure aux rayons X des macromolécules , mais surtout qui a élucidé la structure atomique d'un grand nombre d'enzymes intéressantes et de protéines structurales et donc leur fonctionnalité rendue compréhensible Entre autres, il a apporté une contribution décisive à une meilleure compréhension de la photosynthèse chez les cyanobactéries et les plantes vertes avec l'analyse structurelle d'un centre de réaction photosynthétique bactérien. En 1988, il a reçu le prix Nobel de chimie pour ce travail avec Hartmut Michel et Johann Deisenhofer.

Biographie et travail

Huber a passé son Abitur en 1956 au Karlsgymnasium humaniste de Munich-Pasing . Il a ensuite étudié la chimie à l' Université technique de Munich (puis TH) puis s'est tourné vers la cristallographie et l'élucidation de la structure des molécules organiques dans son diplôme et sa thèse de doctorat (1960/1963) avec Walter Hoppe à l'Institut Max Planck de recherche sur les protéines et le cuir. . En conséquence, il a résolu la structure atomique de l'ecdysone, l'hormone de pupaison des insectes, ce qui a suscité son intérêt pour les macromolécules biologiquement pertinentes et le développement de processus cristallographiques.

En 1967, dans le cadre de son habilitation avec Hoppe, Huber a travaillé sur l'élucidation de la structure de l'érythrocruorine, la protéine d'insecte se liant à l'oxygène, avec laquelle il a entre autres. prouvé l'universalité du pli globin. En 1971, Huber a été nommé directeur du département de recherche structurelle de l'Institut Max Planck de biochimie nouvellement fondé à Martinsried près de Munich, qu'il a dirigé jusqu'à sa retraite en 2005. Depuis, il dirige le groupe émérite «Recherche structurelle».

En 1968, Huber a commencé à déterminer la structure de l'inhibiteur de la trypsine pancréatique bovine (BPTI), une protéine relativement petite et extrêmement stable, dont la structure atomique pouvait être déterminée avec une précision inhabituellement élevée à l'époque. Notamment en raison de ces données structurelles très précises, cette molécule est devenue depuis une protéine modèle pour les études physico-chimiques. Ce travail s'est accompagné d'un grand nombre de développements méthodologiques, dont du premier système de programme graphique interactif fonctionnel FRODO. De plus, le chimiste Huber était également attiré par la production artisanale de composés et complexes de métaux lourds parfois exotiques.

Avec la détermination ultérieure de la structure du complexe BPTI stoechiométrique avec l'enzyme digestive trypsine, Huber a montré pour la première fois en détail comment les protéases reconnaissent et clivent les substrats peptidiques. En même temps, cette structure signifiait l'entrée de Huber dans le vaste monde des enzymes / protéases protéolytiques. En conséquence, un grand nombre de structures atomiques de protéases, leurs zymogènes et leurs complexes avec des inhibiteurs de protéines ont été déterminés, ce qui a contribué à une meilleure compréhension structurelle de leurs mécanismes de reconnaissance, de clivage, d'activation et d'inhibition. Les structures spatiales de nombreuses coagulations et protéases fibrinolytiques médicalement intéressantes ainsi que leurs complexes avec des inhibiteurs de protéines d'organismes suceurs de sang ont complété notre tableau actuel de la thrombose et de l'hémostase. Cela comprend également les premières analyses structurales des serpines, qui ont apporté une contribution majeure à l'élucidation du mécanisme à ressort chargé et à l'expansion de la feuille bêta de ces grandes protéines, qui sont principalement dirigées contre les sérine protéases.

En 1976, la densité électronique du trypsinogène raffiné dans la zone correspondant à la région de liaison au substrat dans la trypsine active s'est avérée non structurée et plate même à des températures extrêmement basses. À l'époque, cela était interprété comme un désordre dans un sous-domaine, qui n'était structuré que lors de l'activation, même contre une forte résistance internationale. L'acceptation du désordre dans les structures protéiques signifiait un changement de paradigme dans la cristallographie des protéines à l'époque. Les analyses du premier anticorps IgG complet et de certains fragments d'anticorps réalisées à Martinsried vers 1976 ont été des exemples précoces de la mobilité interdomaine dans des protéines multi-domaines. A cette époque, la citrate synthase était un premier exemple de réaction de fermeture induite par un ligand de deux domaines moléculaires liés de manière covalente.

Outre la flexibilité, Huber s'est également intéressé à la rigidité dans et des protéines. L'importance de la liaison rigide des chromophores dans les protéines est devenue apparente au début des années 1980, en particulier lorsque l'on examine les structures de deux complexes protéiques impliqués dans les premières étapes de la réaction de photosynthèse, à savoir les complexes collecteurs de lumière et conducteurs des cyanobactéries et les centre de réaction photosynthétique d'une bactérie violette. Dans le premier, des hétéro-trimères en forme de disque, constitués de sous-unités de phycobiliprotéine de type globine, sont empilés, dans lesquels les tétrapyrrole bilines à chaîne ouverte sont fermement incorporées, à travers lesquelles le quantum de lumière est absorbé et l'énergie lumineuse est transmise à la réaction. centre par couplage inductif.

La cristallisation du centre de réaction de Rdopseudomonas viridis et son élucidation de la structure de 1982 à 1985 à Martinsried par Hartmut Michel, Johann Deisenhofer et Robert Huber s'élevait alors à une sensation, car c'était la première protéine membranaire intégrale déterminée par analyse de la structure aux rayons X, mais aussi l'une des protéines essentielles à la vie sur notre planète. La structure a montré la structure de quatre composants protéiques dans lesquels un grand nombre de chromophores sont incorporés, par l'intermédiaire desquels un électron excité par la lumière est entraîné à travers la membrane vers l'accepteur soluble, c.-à-d. H. comment la lumière est convertie en énergie chimique / électrique. En raison de la similitude avec le photosystème II chez les plantes vertes, nombre de ces résultats pourraient également être transférés aux structures et processus photosynthétiques des plantes vertes. Pour ces recherches et résultats révolutionnaires, Huber et ses deux collègues ont reçu le prix Nobel de chimie en 1988.

Huber a continué à étudier le phénomène de la conduction électronique dans les protéines grâce à des travaux sur les protéines redox telles que B. les oxydases bleues multi-cuivre. Analyse structurale d'autres oxydases et de nombreuses autres enzymes, par ex. Parfois, avec des amas de molybdène, de tungstène et de vanadium, l'intérêt de Huber pour l'élucidation des mécanismes de réaction a été stimulé. Les protéases sont également restées au centre de l'attention de Huber. Il s'est donc tourné vers l'élucidation de la structure du protéasome, qui est essentiellement impliqué dans la dégradation des protéines intracellulaires, de la protéase tricorne et de la protéine de choc thermique DegP / HtrA ainsi que des protéases bactériennes dépendantes de l'ATP telles que la protéase HslUV. Avec la détermination de la structure de l'énorme protéasome archéobactérien, avec 14 alpha et 14 sous-unités bêta identiques, les bases ont été jetées pour l'élucidation de l'importante structure de base 20S du protéasome de levure eucaryote, consistant en un double ensemble de sept alpha- et sept sous-unités bêta différentes (seulement partiellement actives), dont les différentes spécificités ont reçu pour la première fois une base structurelle. Des complexes du protéasome de levure avec des inhibiteurs synthétiques ont permis d'élucider la spécificité du clivage et de rechercher de nouvelles substances actives sélectives.

Cette série de structures et de résultats passionnants pourrait se poursuivre indéfiniment, tels que: B. avec des travaux sur la structure et la fonction de plusieurs protéines structurales. La liste de ses quelque 1220 publications (à partir de 2020) et le grand nombre d'honneurs et d'adhésions, dont seule une petite sélection est répertoriée ci-dessous, est en conséquence longue.

De 1976 à 2005, R. Huber a été professeur associé à l'Université technique de Munich, qui l'a nommé émérite d'excellence en 2013. En outre, il est titulaire de plusieurs chaires invitées dans les universités de Cardiff, Duisburg-Essen et Barcelone et est professeur honoraire dans de nombreuses universités (en particulier en Asie du Sud-Est). Il a été co-fondateur des sociétés de biotechnologie Proteros (1997) et SuppreMol (2005), dans les deux sociétés, il a un rôle de conseil. Il est marié pour la deuxième fois et a quatre enfants.

Prix ​​et adhésions (sélection)

Publications (sélection)

  • Huber, R., Epp, O. et Formanek, H. (1969). La synthèse de Fourier de résolution 2,8 Å de l'hémoglobine érythrocruorine d'insecte. Acta Cryst. A25 , 15-28.
  • Huber, R., Kukla, D., Rühlmann, A., Epp, O. et Formanek, H. (1970). L'inhibiteur basique de la trypsine du pancréas bovin. I. Analyse de la structure et conformation de la chaîne polypeptidique. Sciences naturelles 57 , 389.
  • Huber, R., Kukla, D., Bode, W., Schwager, P., Bartels, K., Deisenhofer, J. et Steigemann, W. (1974). Structure du complexe formé par la trypsine bovine et l'inhibiteur de la trypsine pancréatique bovine. II. Raffinement cristallographique à une résolution de 1,9 Å. J. Mol. Biol. 89 , 73-101.
  • Huber, R., Deisenhofer, J., Colman, PM, Matsushima, M. et Palm, W. (1976). Etudes de la structure cristallographique d'une molécule d'IgG et d'un fragment Fc. Nature 264 , 415-420.
  • Huber, R. et Bode, W. (1978). Base structurelle de l'activation et de l'action de la trypsine. Acc. Chemi. Res. 11 , 114-122.
  • Löbermann, H., Tokuoka, R., Deisenhofer, J. et Huber, R. (1984). Inhibiteur de la protéinase a1 humaine. Analyse de la structure cristalline de deux modifications cristallines, modèle moléculaire et analyse préliminaire des implications pour la fonction. J. Mol. Biol. 177 , 531-556.
  • Schirmer, T., Bode, W., Huber, R., Sidler, W. et Zuber, H. (1985). Structure cristallographique aux rayons X de la biliprotéine C-phycocyanine collectant la lumière de la cyanobactérie thermophile Mastigocladus laminosus et sa ressemblance avec les structures de la globine. J. Mol. Biol. 184 , 257-277.
  • Deisenhofer, J., Epp, O., Miki, K., Huber, R. et Michel, H. (1985). Structure des sous-unités protéiques dans le centre de réaction photosynthétique de Rhodopseudomonas viridis à une résolution de 3 Å. Nature 318, 618-624.
  • Huber, R. (1988). Flexibilité et rigidité des protéines et des complexes protéine-pigment. Angew. Chem. Int. E. Engl. 27 , 79-88.
  • Ladenstein, R., Schneider, M., Huber, R., Bartunik, HD, Wilson, K., Schott, K. et Bacher, A. (1988). Riboflavine synthase lourde de Bacillus subtilis. Analyse de la structure cristalline de la capside icosaédrique b60 à une résolution de 3,3 Å. J. Mol. Biol. 203, 1045-1070.
  • Huber, R. (1989). Une base structurelle de l'énergie lumineuse et du transfert d'électrons en biologie. (Conférence Nobel). EMBO J. 8 , 2125-2147.
  • Bode, W., Mayr, I., Baumann, U., Huber, R., Stone, SR et Hofsteenge, J. (1989). La structure cristalline raffinée de 1,9 Å de l'a-thrombine humaine: interaction avec la chlorométhylcétone D-Ph-Pro-Arg et signification du segment d'insertion Tyr-Pro-Pro-Trp. EMBO J. 8 , 3467-3475.
  • Messerschmidt, A. et Huber, R. (1990). Les oxydases bleues, l'ascorbate oxydase, la laccase et la céruloplasmine. Modélisation et relations structurelles. Eur. J. Biochem. 187 , 341-352.
  • Rydel, T., Ravichandran, KG, A., T., Bode, W., Huber, R., Fenton, JW et Roitsch, C. (1990). La structure d'un complexe d'hirudine recombinante et d'a-thrombine humaine. Science 249 , 277-280.
  • Bode, W. et Huber, R. (1994). Interactions protéinase-inhibiteur de protéine. Fibrinolysis 8 , 161-171.
  • Löwe, J., Stock, D., Jap, B., Zwickl, P., Baumeister, W. et Huber, R. (1995). Structure cristalline du protéasome 20S de l'archéon T. acidophilum à une résolution de 3,4 Â. Science 268 : 533-539.
  • Gomis-Rüth, FX, Gómez, M., Bode, W., Huber, R. et Avilés, FX (1995). La structure tridimensionnelle du complexe ternaire natif de la procarboxypeptidase pancréatique bovine avec la proprotéinase E et le chymotrypsinogène C. EMBO J. 14 , 4387-4394.
  • Groll, M., Ditzel, L., Löwe, J., Stock, D., Bochtler, M., Bartunik, HD et Huber, R. (1997). Structure du protéasome 20S de la levure à une résolution de 2,4 Â. Nature 386 , 463-471.
  • Bochtler, M., Ditzel, L., Groll, M. et Huber, R. (1997). Structure cristalline du locus V de choc thermique (HslV) d'Escherichia coli. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94 , 6070-6074.
  • Ditzel, L., Löwe, J., Stock, D., Stetter, KO, Huber, H., Huber, R. et Steinbacher, S. (1998). Structure cristalline du thermosome, la chaperonine archéenne et homologue de la CCT. Cell 93 , 125-138.
  • Einsle, O., Messerschmidt, A., Stach, P., Bourenkov, G., Bartunik, H., Huber, R. et Kroneck, P. (1999). Structure de la cytochrome c nitrite réductase. Nature 400 , 476-480.
  • Sondermann, P., Huber, R., Oosthuizen, V. et Jacob, U. (2000). La structure cristalline de 3,2 Â du complexe fragment Fc IgG1 Fc humain-FcgRIII. Nature 406 , 267-273.
  • Brandstetter, H., Kim, JS, Groll, M. et Huber, R. (2001). La structure cristalline de la protéase tricorne révèle une ligne de désassemblage des protéines. Nature 414 , 466-470.
  • Krojer, T., Garrido-Franco, M., Huber, R., Ehrmann, M. et Clausen, T. (2002). La structure cristalline de DegP (HtrA) révèle une nouvelle machine chaperon protéase. Nature 416 , 455-459

Preuve individuelle

  1. données biographiques, publications et pedigree académique de Robert Huber sur academictree.org, consulté le 12 février 2018
  2. a b Robert Huber - Faits. Dans: NobelPrize.org. Nobel Media, 9 juillet 2020, consulté le 10 juillet 2020 .
  3. Huber, R., Epp, O. et Formanek, H.: La synthèse de Fourier de résolution 2,8 Å de l'hémoglobine de l'insecte érythrocruorine . Dans: Acta. Cryst. A25, 1969, p. 16-28 .
  4. Huber, R., Kukla, D., Rühlmann, A., Epp, O. et Formanek, H.: L'inhibiteur basique de la trypsine du pancréas bovin. I. Analyse de la structure et conformation de la chaîne polypeptidique. Dans: Naturwiss. enregistrer 57 , 1970, p. 389 .
  5. ^ J. Deisenhofer, W. Steigemann: Robert Huber . Dans: Acta Crystallogr. Secte. B . enregistrer 31 , 1975, p. 238-250 .
  6. Stubbs, MT, Baumann, U.: Pas de fin en vue: le développement de la cristallographie des protéines à Martinsried . Dans: Biol. Chem. Volume 393 , 2012, p. 1025-1026 .
  7. Qui est-ce? Robert Huber, Mail Chem.Tech.Lab. 36, n ° 1. Dans: Nachr. Chem.Tech.Lab. enregistrer 36 , non. 1 , 1988, p. 62-63 .
  8. Huber, R., Kukla, D., Bode, W., Schwager, P., Bartels, K., Deisenhofer, J., Steigemann, W.: Structure du complexe formé par la trypsine bovine et l'inhibiteur de la trypsine pancréatique bovine. II. Raffinement cristallographique à une résolution de 1,9 Å. Dans: J. Mol. Biol. Volume 89 , 1974, p. 73-101 .
  9. Robert Huber: Comment j'en suis venu à la recherche sur les protéases ou, plus exactement, comment la recherche sur les protéases m'est venue . Dans: Angewandte Chemie . enregistrer 125 , non. 1 , 2013, p. 69-75 .
  10. Bode, W., Mayr, I., Baumann, U., Huber, R., Stone, SR et Hofsteenge, J.: La structure cristalline raffinée 1,9 Å de l'a-thrombine humaine: interaction avec D-Ph-Pro- Arg chlorométhylcétone et signification du segment d'insertion Tyr-Pro-Pro-Trp. Dans: EMBO J. Band 8 , 1989, p. 3467-3475 .
  11. Löbermann, H., Tokuoka, R., Deisenhofer, J. et Huber, R.: Inhibiteur de la protéine a1 humaine. Analyse de la structure cristalline de deux modifications cristallines, modèle moléculaire et analyse préliminaire des implications pour la fonction. Dans: J. Mol. Biol. Volume 177 , 1984, p. 531-556 .
  12. W.Bode, H.Fehlhammer & R.Huber: Structure cristalline du trypsinogène bovin à une résolution de 1,8 angström . Dans: J.Mol.Biol. enregistrer 106 , 1976, p. 325-335 .
  13. ^ J. Walter, W. Stegmann, TP Singh, H. Bartunik, W. Bode et R. Huber: Sur le domaine d'activation désordonné dans le trypsinogène: étiquetage chimique et cristallographie à basse température . Dans: Acta Cryst. B38, 1982, p. 1462-1472 .
  14. Huber, R., Deisenhofer, J., Colman, PM, Matsushima, M. et Palm, W.: Études de la structure cristallographique d'une molécule d'IgG et d'un fragment Fc. Dans: Nature . enregistrer 264 , 1976, p. 415-420 .
  15. R. Huber: Flexibilité conformationnelle dans les molécules de protéines . Dans: Nature . enregistrer 280 , 1979, pp. 538-539 .
  16. Schirmer, T., Bode, W., Huber, R., Sidler, W. et Zuber, H.: Structure cristallographique aux rayons X de la biliprotéine C-phycocyanine collectant la lumière de la cyanobactérie thermophile Mastigocladus laminosus et sa ressemblance avec la globine structures. Dans: J. Mol. Biol. Volume 184 , 1985, pp. 257-277 .
  17. Deisenhofer, J., Epp, O., Miki, K., Huber, R. et Michel, H.: Structure des sous-unités protéiques dans le centre de réaction photosynthétique de Rhodopseudomonas viridis à une résolution de 3 Å. Dans: Nature . enregistrer 318 , 1985, pp. 618-624 .
  18. Huber, R.: Une base structurelle de l'énergie lumineuse et du transfert d'électrons en biologie. (Conférence Nobel). Dans: EMBO J. Band 8 , 1989, p. 2125-2147 .
  19. Messerschmidt, A. et Huber, R.: Les oxydases bleues, l'ascorbate oxydase, la laccase et la céruloplasmine. Modélisation et relations structurelles. Dans: Eur. J. Biochem. enregistrer 187 , 1990, p. 341-352 .
  20. Einsle, O., Messerschmidt, A., Stach, P., Bourenkov, G., Bartunik, H., Huber, R. et Kroneck, P.: Structure de la cytochrome c nitrite réductase. Dans: Nature . enregistrer 400 , 1999, pp. 476-480 .
  21. Brandstetter, H., Kim, JS, Groll, M. et Huber, R.: Brandstetter, H., Kim, JS, Groll, M. et Huber, R. (2001). La structure cristalline de la protéase tricorne révèle une ligne de désassemblage des protéines. Dans: Nature . enregistrer 414 , 2001, p. 466-470 .
  22. Krojer, T., Garrido-Franco, M., Huber, R., Ehrmann, M. et Clausen, T.: La structure cristalline de DegP (HtrA) révèle une nouvelle machine protéase-chaperon. Dans: Nature . enregistrer 416 , 2002, pp. 455-459 .
  23. Bochtler, M., Ditzel, L., Groll, M. et Huber, R.: Structure cristalline du locus de choc thermique V (HslV) d'Escherichia coli. Dans: Proc. Natl. Acad. Sci. USA . enregistrer 94 , 1997, pp. 6070-6074 .
  24. Aller ↑ Löwe, J., Stock, D., Jap, B., Zwickl, P., Baumeister, W. et Huber, R.: Structure cristalline du protéasome 20S de l'archéon T. acidophilum à une résolution de 3,4 Å. Dans: Science . enregistrer 268 , 1995, pp. 533-539 .
  25. Groll, M., Ditzel, L., Löwe, J., Stock, D., Bochtler, M., Bartunik, HD et Huber, R.: Structure du protéasome 20S à partir de levure à une résolution de 2,4 Â. Dans: Nature . enregistrer 386 , 1997, pp. 463-471 .
  26. Sondermann, P., Huber, R., Oosthuizen, V. et Jacob, U.: La structure cristalline 3.2-Å du complexe humain IgG1 Fc fragment-FcgRIII. Dans: Nature . enregistrer 406 , 2000, p. 267-273 .
  27. Communiqué de presse. NobelPrize.org. Nobel Media AB 2020. jeu. 9 juil.2020.
  28. ^ Annuaire des membres: Robert Huber. Academia Europaea, consulté le 29 juin 2017 (en anglais, avec des informations biographiques et autres).

liens web

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