ויליאם אסטבורי
 | |
| ענף מדעי | פיזיקה, ביולוגיה |
|---|---|
| מקום מגורים | בריטניה |
| תרומות עיקריות | |
| מחקרי חלוץ בשבירת קרני רנטגן (מדפוסי השבירה של קרני האיקס ניתן להסיק את המבנה של החלבון) במולקולות ביולוגיות. | |
ויליאם אסטבורי (באנגלית: William Astbury; 25 בפברואר 1898 - 4 ביוני 1961) היה פיזיקאי וביולוג מולקולרי אנגלי, אשר ערך מחקר חלוצי בשבירת קרני רנטגן (מדפוסי השבירה של קרני האיקס ניתן להסיק את המבנה של החלבון) במולקולות ביולוגיות. עבודתו על קראטין סיפקה את היסודות עבור תגלית סליל האלפא של לינוס פאולינג. הוא גם חקר את מבנה ה-DNA ב-1937 ועשה את הצעד הראשון בהבנת המבנה שלו.
ויליאם אסטבורי בצעירותו
אסטבורי היה הילד הרביעי מתוך 7 אחים, הוא נולד בלונגטון, שהוא מחוז צפוני של סטפורדשייר באנגליה. אביו, ויליאם אדווין אסטבורי, היה קדר ופרנס את משפחתו בכבוד. לאסטבורי היה אח צעיר, בשם נורמן עמו חלק את אהבתו למוזיקה.
אסטבורי זכה במלגה לבית הספר התיכון של לונגטון. שם תחומי העניין שלו עוצבו על ידי המנהל וסגן המנהל, ששניהם היו כימאים. הוא הצטיין בלימודיו, ועקב כך זכה במדליית זהב מהדוכס של הסטרלנדס, ובמלגה המקומית היחידה אשר שלחה אותו למכללה בקיימברידג'. אחרי שני סמסטרים בקיימברידג' הופסקו לימודיו בשל שירותו במלחמת העולם הראשונה. בשל פרופיל רפואי נמוך וניתוח התוספתן הוא הוצב בקורק אשר באירלנד, והצטרף לשירותי הרפואה מלכותיים. מאוחר יותר הוא חזר לקיימברידג' וסיים את לימודיו. את שנתו האחרונה הוא סיים עם התמחות בפיזיקה.
אחרי שסיים את לימודיו בקיימברידג' החל אסטבורי לעבוד עם ויליאם הנרי בראג. בתחילה בקולג' האוניברסיטאי של לונדון, ולאחר מכן ב-1923 במעבדת דייווי פאראדיי במכון המלכותי של לונדון. סטודנטים שלמדו איתו כללו מדענים מוכרים כמו קתלין לונסדייל וג'ון דזמונד ברנל ואחרים. אסטבורי הראה התלהבות רבה בלימודיו, ופרסם מאמרים בנושא קריסטלוגרפיה קלאסית, והמבנה של חומצה טרטרית.
מחקריו בשבירת קרני איקס עבור חלבונים סיביים
ב-1928 אסטבורי קיבל מלגת מרצה באוניברסיטת לידס שם הוא חקר את תכונותיהם של חומרים סיביים כגון, סיבי קארטין וקולגן במימון תעשיית הטקסטיל (צמר עשוי מקארטין). החומרים הללו לא יצרו דפוסים חדים של נקודות כמו גבישים, אך הדפוסים הללו הציבו גבולות פיזיקליים עבור כל מבנה שהוצע עד אז.
בתחילת 1930, אסטבורי הראה שהיו שינויים משמעותיים בשבירת קרני ה-X עבור צמר או סיבי שיער לחים כאשר הם מתוחים בצורה משמעותית (100% מתיחה). המידע הצביע על כך שלסיבים הלא מתוחים היה מבנה מולקולרי סלילי החוזר על עצמו בצורה אופיינית כל 5.1 אנגסטרם (0.51nm). אסטבורי הציע מספר הצעות:
- מולקולות החלבון הלא מתוחות יצרו סליל (HELIX) הוא כינה אותו צורת האלפא.
- המתיחה גרמה לסליל להיפתח וליצור מבנה מוארך שאותו הוא כינה צורת הבטא (משטח בטא).
אף על פי שטעה בפרטיהם, המודלים של אסטבורי היו נכונים במהותם וחופפים את היסודות המודרניים של המבנה השניוני, סליל האלפא וגדיל הבטא (המינוחים של אסטבורי נשמרו עד היום), והתפתחו 20 שנה יותר מאוחר על ידי לינוס פאולינג ורוברט קורי ב-1951.
האנס נאורט היה הראשון שהראה כי המודלים של אסטבורי לא היו יכולים להיות נכונים בפרטיהם, משום שהם עירבו התנגשויות בין אטומים. מאמרו של נאורט והמידע של אסטבורי נתנו השראה לטיילור (H. S. Taylor) ב-(1941, 1942) ומוריס הוג'ינס (1943) להציע מודלים עבור קראטין שדמו מאוד לסליל האלפא. ב-1931 היה אסטבורי הראשון שהציע שקשרי המימן בין הגדילים (קשרי מימן בין קבוצות האמיד על הגדילים) תורמים לעיצוב המבנים החלבוניים. התובנה הראשונית שלו התקבלה בהתלהבות על ידי כמה חוקרים כולל לינוס פאולינג.
אסטבורי המשיך בכיוון גילוי המבנה של חלבונים באמצעות שבירה של קרני X, חלבונים כמו מיוזין, אפידרמין ופיברין. הוא הצליח להסיק מדפוסי השבירה של קרני ה-X שהמולקולות של חומרים אלה מסולסלות ומקופלות.
ב-1937 טורבג'ון קספרסון משוודיה שלח לו דגימה מוכנה של DNA מבלוטת התימוס של עגל. העובדה ש-DNA יצר דפוס שבירה הצביעה על כך שגם לו מבנה מסודר. אסטבורי דיווח שהמבנה של ה-DNA חוזר על עצמו כל 2.7nm ושהבסיסים שטוחים "ונערמים" אחד מעל השני במרחק של 0.34nm אחד מהשני. בסימפוזיון שנערך ב-1938 בקולד ספרינג הארבור, הצביע אסטבורי על כך שהמרווח של 0.34nm זהה גם בין חומצות האמינו בשרשראות פוליפפטידיות. (הערך המקובל היום עבור המרחקים בין הבסיסים בצורה B של ה-DNA הוא 0.332nm).
ב-1946 אסטבורי הציג מאמר בסימפוזיון בקיימברידג'. הוא ציין שהמרווחים בין חומצות אמינו והמרווחים בין הנוקלאוטידים (שהם בסיסים, אבני הבניין של ה-DNA וה-RNA) "לא היו טעות אריתמטית".
אסטבורי לא היה יכול להציע את המבנה הנכון של ה-DNA מהמידע הבסיסי שהיה בידיו. אולם, ב-1952 לינוס פאולינג השתמש במידע הלא מספק של אסטבורי כדי להציע את המבנה של ה-DNA אשר בסוף גם לא היה מדויק. אף על פי כן, התובנות של אסטבורי הובילו ישירות לעבודתם של מוריס וילקינס ורוזלינד פרנקלין, ומשם למבנה והצורה של ה-DNA אשר הוצעו על ידי פרנסיס קריק וג'יימס די ווטסון ב-1953. לקראת סוף חייו זכה בפרסים ותוארי כבוד.
