Arthur M. Lesk - Arthur M. Lesk

Arthur Lesk
Arthur M. Lesk ISMB 2015.jpg
Arthur M. Lesk hovořící v ISMB konference v roce 2015.
narozený
Arthur Mallay Lesk
Alma mater
Známý jakoÚvod do bioinformatiky[1] a další učebnice
Vědecká kariéra
Instituce
TezeKonfigurace interakčních vazeb valenčních vazeb na chemické vazby ušlechtilých plynů  (1966)
webová stránkabmb.psu.edu/adresář/ aml25

Arthur Mallay Lesk, je vědecký pracovník v oboru proteinových věd, který je profesorem biochemie a molekulární biologie na Pennsylvania State University v University Park.

Vzdělávání

Lesk získal bakalářský titul magna cum laude od Harvardská Univerzita v roce 1961. Získal doktorský titul od Univerzita Princeton v roce 1966. V roce 1999 také získal magisterský titul na University of Cambridge ve Velké Británii.[Citace je zapotřebí ]

Výzkum

Lesk významně přispěl ke studiu vývoje bílkovin.[2] On a Cyrus Chothia, pracující v Rada pro lékařský výzkum (UK) Laboratoř molekulární biologie v Cambridge, Spojené království, objevili vztah mezi změnami v aminokyselinové sekvenci a změnami ve struktuře proteinů analýzou mechanismu evoluce v proteinových rodinách.[3][4] Tento objev poskytl kvantitativní základ pro nejúspěšnější a nejpoužívanější metodu predikce struktury známou jako homologické modelování.

Lesk a Chothia také studovali konformace vazebných míst antigenu imunoglobuliny. Objevili „model kanonické struktury“ pro konformaci oblastí určujících komplementaritu protilátek a tento model aplikovali na analýzu genů protilátky-zárodečné linie, včetně predikce struktury odpovídajících proteinů. Tato práce podpořila „humanizaci“ protilátek pro léčbu rakoviny. "Tento přístup k léčbě rakoviny je založen na pozorování H. Waldmanna, že krysy mohou vytvářet protilátky proti lidským rakovinám, ale že krysí protilátky vedou u lidských pacientů k imunitní odpovědi podobné alergiím," vysvětluje Lesk. "Humanizace těchto protilátek je tvorba hybridních molekul, které jsou lidštější než krysy, ale které si zachovávají terapeutickou aktivitu a současně snižují imunitní odpověď pacienta."

Leskova práce také zahrnuje podrobné srovnání proteinů v různých strukturálních stavech jako prostředek k pochopení mechanismů, které umožňují proteinům měnit konformaci, a to jak v rámci jejich normální činnosti, tak při onemocnění. Objev a analýza těchto mechanismů byly klíčem k pochopení změn konformace inhibitorů serinové proteázy, také známých jako serpiny, jejichž mutace jsou důležitou příčinou několika nemocí, včetně emfyzému a určitých typů zděděných duševních chorob.

Lesk použil systematickou analýzu vzorů skládání proteinů k vytvoření matematické reprezentace, která pomáhá při rozpoznávání a klasifikaci těchto vzorců. Napsal také první počítačový program, který generoval schematické diagramy proteinů pomocí molekulární grafiky, a vyvinul mnoho algoritmů, které nyní používají jiní vědci k analýze struktur proteinů.

Lesk býval předsedou pracovní skupiny pro biologické makromolekuly ve Výboru pro data pro vědu a technologii (CODATA), jehož cílem bylo podpořit celosvětovou koordinaci databází v molekulární biologii za účelem zvýšení jejich kvality a užitečnosti. Uskutečnil pozvané přednášky a prezentace související s jeho výzkumem na univerzitách a odborných konferencích po celém světě.

Lesk je členem Americká fyzická společnost. Publikoval 189 vědeckých článků a 10 knih souvisejících s jeho výzkumem.[1][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14]

Před příchodem do Penn State během podzimního semestru 2003 působil Lesk v letech 1990 až 2003 na fakultě klinické školy na univerzitě v Cambridge. Byl vedoucím skupiny v biopočítačovém programu na Evropská laboratoř molekulární biologie v Heidelberg, Německo, od roku 1987 do roku 1990; hostující vědec v MRC Laboratory of Molecular Biology v Cambridge ve Velké Británii v letech 1977 až 1990; a profesor chemie na Fairleigh Dickinson University v New Jersey v letech 1971–1987. Stážoval na University of Otago na Novém Zélandu a Monash University v Austrálii. Je také doživotním členem Clare Hall, Cambridge ve Velké Británii.

Schémata proteinových struktur

Lesk spolu s Karlem D. Hardmanem[15] napsal jeden z prvních počítačové programy pro generování schematický diagram z proteinová struktura. Je známo, že produkuje jednu z nejlepších reprezentací proteinových struktur a používá klasifikační schéma pro Pásové diagramy vytvořil Jane Richardson. Většina ilustrací proteinové struktury v Leskově knize (viz referenční seznam níže) je generována pomocí tohoto programu. Ačkoli jsou tyto schematické diagramy méně podrobné ve srovnání s jinými znázorněními, jako jsou obrázky simulující drátové modely nebo modely vyplňující prostor, díky zjednodušení je efektivnější při prezentaci topologické vztahy mezi prvky sekundární struktura z bílkoviny.[16] To bylo poté dále vylepšeno vytvořením programu na výrobu stereoskopických párů diagramů. Výsledkem bylo zlepšení schopnosti diváka vnímat prostorový vztah ve složitých molekulách.[16]

Základní operace programu začíná provedením perokresby. Tento program zahrnuje čtyři fáze:[15]

  1. Vstupní fáze - Program čte vstupní soubory. Existují dva vstupní soubory. Jsou to souřadnice a podrobnosti obsahu a vzhledu obrázku.
  2. Generování obrázků - Geometrická transformace souřadnic je generována programem na obrazové prvky. Například a válec vhodné velikosti a orientace kolem osa z představuje α-šroubovice; každý peptid letadlo je určeno pro Pásové diagramy a β-listy; a spline fit se používá pro zakřivené plechy.
  3. Odstranění skryté linie - Tento krok je vyžadován pouze válci α-šroubovic a šipkami β-listů, nikoli kosterní modely. Obrázek těchto struktur je klasifikován podle tří úrovní „optická hustota ” – průhledný, průsvitný nebo neprůhledný. Pokud čáry procházejí za průhledným objektem, nezmění se to. Pokud projde za průsvitným objektem, změní se na přerušované čáry. Pokud je neprůhledný, čáry procházející objektem jsou zcela odstraněny. Tento krok lze nahradit alternativním krokem k vytvoření výstupu Color-Raster. Čáry jsou ignorovány a okna jsou vymalována podle uživatele.
  4. Výstup - Řetězce znaků jsou rozšířeny na sady úseček prostřednictvím sady tabulek tahů. Čárové segmenty jsou umístěny do dvourozměrného prostoru.

Osobní život

Syn Artura Leska, Victor Lesk, následoval svého otce do oblasti strukturní biologie a bioinformatiky a zastával postdoktorandskou výzkumnou pozici u Michaela Sternberga v Imperial College London.[17] Jeho dcera Valerie Lesk je akademičkou v oboru psychologie na University of Bradford ve Velké Británii.

Reference

  1. ^ A b Lesk, Arthur M. (2002). Úvod do bioinformatiky. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. ISBN  0-19-925196-7.
  2. ^ Chothia, C.; Lesk, A. M.; Tramontano, A .; Levitt, M.; Smith-Gill, S. J .; Air, G .; Šerif, S .; Padlan, E. A .; Davies, D .; Tulip, W. R .; Colman, P. M.; Spinelli, S .; Alzari, P. M .; Poljak, R. J. (1989). "Konformace hypervariabilních oblastí imunoglobulinu". Příroda. 342 (6252): 877–883. Bibcode:1989 Natur.342..877C. doi:10.1038 / 342877a0. PMID  2687698.
  3. ^ Lesk, A .; Chothia, C. (1980). „Přístup k rozpouštědlům, povrchy proteinů a skládání proteinů“. Biofyzikální deník. 32 (1): 35–47. Bibcode:1980BpJ .... 32 ... 35L. doi:10.1016 / S0006-3495 (80) 84914-9. PMC  1327253. PMID  7248454.
  4. ^ Chothia, C.; Lesk, A. (1986). "Vztah mezi divergencí sekvence a struktury v proteinech". Časopis EMBO. 5 (4): 823–826. doi:10.1002 / j.1460-2075.1986.tb04288.x. PMC  1166865. PMID  3709526.
  5. ^ Lesk, Arthur M. (1982). Úvod do fyzikální chemie. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall. ISBN  0-13-492710-9.
  6. ^ Lesk, Arthur M. (1988). Výpočetní molekulární biologie: zdroje a metody pro sekvenční analýzu. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. ISBN  0-19-854218-6.
  7. ^ Lesk, Arthur M. (1991). Proteinová architektura: praktický přístup. Ithaca, NY: IRL Press. ISBN  0-19-963055-0.
  8. ^ Lesk, Arthur M. (2001). Úvod do proteinové architektury: strukturní biologie proteinů. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. ISBN  0-19-850474-8.
  9. ^ Lesk, Arthur M. (2004). Úvod do symetrie a teorie skupin pro chemiky. Boston: Kluwer Academic Publishers. ISBN  1-4020-2150-X.
  10. ^ Lesk, Arthur M. (2004). Úvod do vědy o bílkovinách: architektura, funkce a genomika. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. ISBN  0-19-926511-9.
  11. ^ Lesk, Arthur M. (2005). Anotace databáze v molekulární biologii. New York: John Wiley. ISBN  0-470-85681-5.
  12. ^ Lesk, Arthur M .; Anna Tramontano (2006). Predikce struktury bílkovin: koncepty a aplikace. Weinheim: Wiley-VCH. ISBN  3-527-31167-X.
  13. ^ Lesk, Arthur M. (2007). Úvod do genomiky. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. ISBN  978-0-19-929695-8.
  14. ^ Lesk, Arthur M. (2010). Úvod do proteinové vědy: architektura, funkce a genomika. Oxford University Press, USA. ISBN  978-0-19-954130-0.
  15. ^ A b Lesk, A .; Hardman, K. (1985). „Počítačem generované obrázky bílkovin“. Metody v enzymologii. 115: 381–390. doi:10.1016/0076-6879(85)15027-5. ISBN  9780121820152. PMID  2934605.
  16. ^ A b Lesk, A .; Hardman, K. (1982). "Počítačem generované schematické diagramy proteinových struktur". Věda. 216 (4545): 539–540. Bibcode:1982Sci ... 216..539L. doi:10.1126 / science.7071602. PMID  7071602.
  17. ^ Dobbins, S.E .; Lesk, V. I .; Sternberg, M. J. E. (2008). „Pohledy na flexibilitu proteinů: Vztah mezi normálními režimy a konformačními změnami při dokování protein-protein“. Sborník Národní akademie věd. 105 (30): 10390–10395. Bibcode:2008PNAS..10510390D. doi:10.1073 / pnas.0802496105. PMC  2475499. PMID  18641126.