格尔曼

塞缪尔小时。格尔曼

电子邮件地址: 格尔曼@chem.wisc.edu

房间号: 
7132a
电话号码: 
608-262-3303
组关系: 
格尔曼组
职位名称: 
教授
路径: 
化学生物学
物料
有机
物理
教育: 

A.B. 1981年,哈佛大学                                  
博士1986年,哥伦比亚大学
博士后研究员,加州理工学院,1986-87

维拉斯研究教授

格尔曼's picture

研究说明

我们在设计,合成和新类型的意图来显示有趣的结构和有用的功能分子的评价广泛兴趣。此外,我们试图理解蛋白质,最多样化的生物分子类的,如何履行自己的自然功能。我们的努力需要广泛的实验工具,包括不对称有机合成,聚合物合成,固相肽合成,高分辨率NMR和分子结构的晶体分析,蛋白质表达的生物化学测定法,和基于细胞的测定。我们的研究项目是高度协作。

foldamers
性质教导我们,折叠的低聚物可以是非常强大的分子机,由蛋白质和核酸作为举例说明。 “foldamers”是采用紧凑的,具体的和可预测的形状不自然的低聚物。在foldamer方法代表用于设计显示特定功能分子的新战略。我们感兴趣的是开发模拟天然肽或蛋白质,用于生物医学应用的形状,foldamers并在采取前所未有的形状foldamers。我们已经了解了同时含有α-和β-氨基酸残基的β-氨基酸的低聚物(“β-肽”)和低聚物(“α/β肽”)的大量,这使得这些系统适合于目标 - 面向对象设计的努力。我们已经表明,适当设计的螺旋形成foldamers可以破坏与病毒感染或癌症相关的蛋白 - 蛋白相互作用。长期目标包括具有特定三级折叠模式和催化活性产生foldamers。

Alpha/beta-peptide foldamer bound to target protein(左)foldamer结合于靶蛋白的α/β肽的晶体结构;这是foldamer HIV感染(PDB 3o43)的强效inhbitor。

(右)foldamer结合于抗细胞凋亡蛋白Bcl-X的α/β肽的晶体结构L (PDB 2yj1)。

我们foldamer研究包括大量的合成努力。目前我们寻求高效非对称路由到伽玛氨基酸结构单元;最近一个成功如下图所示。一些具有挑战性的目标仍然存在。我们使用这些新的构建块来建立含有的γ-氨基酸残基的新foldamer家庭构象的行为。特别感兴趣的是我们最近的α/β/γ-肽支架,可提供α-螺旋的非常有效的模仿的发现。

用于研究蛋白质折叠的喜好的起源新工具
我们想了解蛋白质的序列如何确定由多肽链通过的折叠模式。我们已经开发出用于探测蛋白质构象稳定性,“骨干硫酯交换,”我们用它来询问蛋白质折叠喜好的起源基本问题的新方法。例如,我们正在评估的“规则”,决定段如何收拾螺旋彼此相对。另一组在我们实验室开发的工具,使我们能够产生小平行β-片层,在水溶液中,这使我们能够建立蛋白质内,用于平行β-片层二级结构的序列,稳定性的关系自主地折叠。我们已经创造了新的合成两亲分子被证明是内在膜蛋白的操纵和表征广泛有用。 

Synthetic peptide that adopts parallel beta-sheet conformation in aqueous solution

一种合成肽,其采用在水溶液中的平行β片层构象,如由二维核磁共振因为连接两个肽链上的不自然的连接体的建立。

生物活性聚合物的设计
我们正在探索通过β-内酰胺类的开环聚合产生的材料。所得聚β-肽(也称为尼龙-3聚合物)具有蛋白样主链,应使它们的生物相容性。我们最近显示在该类共聚物可以模仿天然肽抗生素的选择性抗菌活性。我们目前正在研究聚合物这个类作为抗疟剂,抗真菌剂,肺表面活性剂模拟物和组织工程支架。

Synthesis of a family of sequence-random nylon-3 polymers

合成一个家庭序列随机尼龙-3的聚合物,其中的一些模仿宿主防御肽的抗微生物性质的。

奖项和荣誉

罗纳德·布雷斯洛奖成就仿生化学,美国化学学会 2014
科学研究员,美国国家科学院 2014
makineni讲座奖,美国肽社会 2013
艺术和科学研究员,美国科学院 2010
菲贝卡教学奖,美国威斯康星大学麦迪逊分校 2008