ジョアン・スタビー JoAnne Stubbe

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ジョアン・スタビー (JoAnne Stubbe、1946年6月11日-)は、アメリカの有機化学者、生化学者である。米マサチューセッツ工科大学教授(写真：MIT Chemistry)。

経歴

19xx ペンシルバニア大学学士号取得
1961 カリフォルニア大学バークリー校博士号取得
1971 カリフォルニア大学ロサンゼルス校博士研究員
1972 ウィリアムスカレッジ助教授
1977 イェール大学助教授
1980 ウィスコンシン大学助教授
1987 マサチューセッツ工科大学教授

受賞歴

1993 Arthur C. Cope Scholar Award
1996 Richards Medal from northeastern section of ACS
1997 F.A. Cotton Medal
1997 Alfred Bader Award in Bioinorganic or Bioorganic Chemistry of the American Chemical Society
1998 F.A. Cotton Medal for Excellence in Chemical Research of the American Chemical Society
2004 Repligen Award
2005 John Scott Award
2009 National Medal of Science
2009 ACS Nakanishi Prize
2010 ベンジャミンフランクリンメダル
2010 ウェルチ化学賞
2010 Murray Goodman Memorial Prize
2014 Penn Chemistry Distinguished Alumni Award
2015 American Chemical Society Remsen Award
2017 Pearl Meister Greengard Prize
2018 クラリベイト・アナリティクス引用栄誉賞
2020 Priestley Medal

研究概要

リボヌクレオチド還元酵素の反応機構の解明

リボヌクレオチド還元酵素（RNR）は、RNAの基本構造であるリボヌクレオチドを、DNAの基本構造であるヌクレオチドへと還元する酵素である（図1a）。RNRは、あらゆる生物の細胞内に存在し、DNAの修復・複製に関わるため非常に重要である。[1] Stubbe教授は、RNRの反応機構の解明に長年取り組んでおり、RNRがフリーラジカル機構によって還元反応を行うことを発見した。

RNRは、図1bのような全体構造をとると考えられており、基質が結合する活性部位・ラジカル発生部位・アロステリック作用因子（effector）の結合部位を持つ。特に興味深いのは、ラジカル発生部位のチロシン（Y122・）から活性部位のシステイン（C439）までの距離が、35オングストローム以上もあることである。反応性の高いフリーラジカルがそのような長い距離をどうやって移動するのか。Stubbe教授は、非天然アミノ酸導入や分光法を駆使し、ラジカル電子の移動を詳細に調べた。

図1. (a) RNRによる酵素反応。(b) RNRの全体構造。（図はStubbe Groupのページより）

彼女は、Y122・からC439の間に存在する芳香族アミノ酸を、非天然の類縁体に置き換えることで、フリーラジカルがそれらのアミノ酸を通って移動していくことを示した。例えば、チロシンを、電子供与・求引性置換基の付いた類縁体（NH₂–Y, F–Yなど）に置き換えることで、部位特異的に還元電位やpKaを変化させることができる（図2a）。彼女は、このような手法でアミノ酸の特性を体系的に変え、ストップト・フローUV-visや電子スピン共鳴（EPR）などの分光法でラジカル移動を追跡することにより、以下の機構を示した。(i) ラジカル電子は特定の芳香族アミノ酸（Y122•, [W48?], Y356, Y731, Y730, C439）を通って可逆的に移動する（図2b）、(ii) ラジカル移動はプロトン移動と共役して起こる（PCET）、(iii) 基質や作用因子によってY122・からC439の間におけるラジカル移動が制御されている（アロステリック効果）。

図2. (a) 非天然のチロシン類縁体。(b) チロシンラジカル（Y122・）から活性部位へのラジカル移動経路。[2]

コメント＆その他

研究室HPのトップにあるかわいい犬のイラストは、愛犬がモデルとのこと。名前はDr. McEnzyme Stubbe。（enzyme = 酵素）メンバー紹介欄にも載っていて、ポジションは”Top dog”となっている。残念ながら2017年に亡くなってしまったが、新しいメンバーとしてProf. Wendell Stubbeが”Professor Emeritus of Puptide Chemistry”として迎えられた。