William N. Lipscomb: Nobelov laureát v chémii a priekopník NMR
William N. Lipscomb — Nobelov laureát v chémii a priekopník NMR, odhaľujúci väzby bóru a trojrozmerné štruktúry proteínov, ktoré formovali modernú teoretickú a biochémiu.
William Nunn Lipscomb, Jr. (9. decembra 1919 – 14. apríla 2011) bol americký anorganický a organický chemik, nositeľ Nobelovej ceny za chémiu. Jeho výskum zahŕňal jadrovú magnetickú rezonanciu (NMR), teoretickú chémiu, chémiu bóru a biochémiu. Lipscomb patrí medzi vedcov, ktorí významne prispeli k pochopeniu chemických väzieb a k rozvoju metód na určovanie štruktúr molekúl.
Život a vzdelanie
Lipscomb sa narodil v Clevelande v štáte Ohio. Jeho rodina sa v roku 1920 presťahovala do Lexingtonu v Kentucky, kde žil až do ukončenia vysokoškolského štúdia. V roku 1941 získal bakalársky titul z chémie na Kentuckej univerzite a následne pokračoval v štúdiu na Kalifornskom technologickom inštitúte (Caltech), kde v roku 1946 obhájil titul doktora filozofie z chémie.
V rokoch 1946–1959 vyučoval na Minnesotskej univerzite, kde začal budovať svoju výskumnú skupinu. V roku 1959 sa presunul na Harvardovu univerzitu, kde pôsobil ako profesor chémie až do roku 1990. Po odchode z aktívnej katedry sa stal emeritným profesorom na Harvarde a zostal aktívny vo výskume a poradenstve ešte mnoho rokov.
Výskum a hlavné príspevky
Lipscomb bol medzi prvými vedcami, ktorí použili jadrovú magnetickú rezonanciu na štúdium chemických štruktúr. Pomocou NMR skúmal, ako sa mení magnetické pole okolo jadier v rôznych chemických prostrediach — tento jav sa opisuje pojmom chemický posun. Z analýzy chemických posunov dokázal odhadnúť, ktoré atómy sú v molekule navzájom spojené a aký typ väzieb medzi nimi existuje, čo výrazne pomohlo pri určovaní konečných štruktúr organických aj anorganických zlúčenín.
Jeho Nobelom ocenená práca zameraná na zlúčeniny bóru (borany) priniesla zásadné poznatky o tom, ako sa atómy bóru viažu v klastroch. Lipscomb a jeho spolupracovníci rozvinuli modely, ktoré vysvetňujú tzv. viac-centrické väzby (multicenter bonding) — väzby, v ktorých je elektrónová hustota zdieľaná medzi tromi alebo viacerými atómami, čo bolo dôležité pre pochopenie elektrónovo nedostatočne obsadených systémov bóru.
Okrem práce s malými molekulami sa Lipscomb neskôr zameral na väčšie biologicky významné systémy. Jeho skupina používala röntgenovú difrakciu na meranie trojrozmernej štruktúry bielkovín a dokázala vypočítať presné polohy atómov v týchto makromolekulách. To umožnilo pochopiť funkcie enzýmov na úrovni aktívnych miest a mechanizmov katalýzy. Jedným z prvých významných výsledkov Lipscombovej skupiny bola štruktúra enzýmu karboxypeptidázy A, ktorú jeho tím dôkladne analyzoval.
Metódy a prístup
Lipscomb kombinoval experimentálne metódy (NMR, röntgenová difrakcia) s teoretickými výpočtami a modelovaním, čím presadzoval interdisciplinárny prístup medzi fyzikálnou chémiou, teoretickou chémiou a biochémiou. Jeho tím venoval veľkú pozornosť detailnému určeniu polôh atómov a analýze elektrónovej hustoty, čo umožnilo uviesť chemickú väzbu a reaktivitu do presného kvantitatívneho rámca.
Ocenenia a dedičstvo
V roku 1976 získal Lipscomb Nobelovu cenu za chémiu za rozsiahle štúdie na zlúčeninách bóru, ktoré priniesli nové pochopenie chemických väzieb v týchto netypických molekulách. Bol tiež autorom a spoluautorom mnohých vedeckých prác, učebných textov a prehľadov. Lipcomb si získal rešpekt nielen ako vedec, ale aj ako pedagóg a mentor — mnohí jeho študenti sa stali významnými vedcami a niektorí z nich neskôr dostali samostatné Nobelove ceny za chémiu.
Okrem Nobelovej ceny bol Lipscomb členom viacerých vedeckých akadémií a spoločností a získal ďalšie významné ocenenia počas svojej kariéry. Jeho prínos spočíva nielen v konkrétnych objavoch, ale aj v tom, že vytvoril prístup kombinujúci presné experimentálne merania s teoretickou analýzou, čím významne ovplyvnil modernú chémiu.
Osobný život a úmrtie
Lipscomb žil v Cambridge v štáte Massachusetts, kde zostal aktívny v akademickom živote až do svojej smrti. Zomrel 14. apríla 2011 vo veku 91 rokov na zápal pľúc. Jeho vedecké dedičstvo pretrváva v podobe mnohých publikácií, stoviek vychovaných vedcov a trvalého vplyvu na oblasť štrukturálnej a teoretickej chémie.
karboxypeptidáza A
Ocenenia a vyznamenania
- Guggenheimov štipendista, 1954
- V roku 1960 sa stal členom Americkej akadémie umení a vied.
- Člen Národnej akadémie vied, (1961)
- Zahraničný člen Kráľovskej holandskej akadémie umenia a vied (1976)
- Nobelova cena za chémiu, (1976)
Lipscombovi je venovaných päť kníh a vydaných zbierok spisov.
Otázky a odpovede
Otázka: Kde sa narodil William Nunn Lipscomb?
Odpoveď: William Nunn Lipscomb sa narodil v Clevelande v štáte Ohio.
Otázka: Na ktorej univerzite získal titul bakalára vied?
Odpoveď: Bakalársky titul získal na univerzite v Kentucky.
Otázka: Na aký typ výskumu sa Lipscomb špecializoval?
Odpoveď: Lipscomb sa špecializoval na jadrovú magnetickú rezonanciu, teoretickú chémiu, chémiu bóru a biochémiu.
Otázka: Ako používal jadrovú magnetickú rezonanciu (NMR)?
Odpoveď: NMR používal na štúdium chemických štruktúr a na skúmanie údajov, aby zistil, aké atómy sú spolu v molekule spojené. Tento postup sa nazýva "chemický posun".
Otázka: Aké ocenenie dostal Lipscomb za svoju prácu o zlúčeninách bóru?
Odpoveď: V roku 1976 dostal Nobelovu cenu za svoju prácu o zlúčeninách bóru.
Otázka: Na aký typ výskumu sa Lipscomb zameral neskôr v živote?
Odpoveď: V neskoršom období života sa zameral na výskum atómovej štruktúry proteínov a štúdium fungovania enzýmov pomocou röntgenovej difrakcie na meranie trojrozmernej štruktúry týchto proteínov.
Otázka: Aká bola prvá proteínová štruktúra z Lipscombovej skupiny?
Odpoveď: Prvou štruktúrou proteínu z Lipscombovej skupiny bola karboxypeptidáza A.
Prehľadať