אוסאמו האייאישי
חתן פרס וולף ברפואה 1986
אוסאמו האייאישי
שייכות בעת הענקת הפרס:
בית הספר לרפואה, יפן
נימוק למתן הפרס:
"על גילוי קבוצת האנזימים האוקסיגנזות והבהרת המבנה והחשיבות הביולוגית שלהם".
שותפים לפרס:
ללא שותפים
פרופסור אוסאמו האייאישי (נולד ב-1920, ארה"ב) גילה את האנזימים הקרויים אוקסיגנזות, ובכך העלה תרומה נכבדה וחלוצית למדעים הביו-רפואיים ולתחום האנזימולוגיה. אנזימים אלה נפיצותם בטבע רחבה, והם מייצגים קבוצה מיוחדת של אנזימי נשימה המבצעים קטליזה והחדרה ישירה של החמצן המולקולרי לתוך הסובסטרטים השונים. הם ממלאים תפקיד מרכזי בתחומים: ביוסינתזה ופירוק של כמה חומצות אמיניות המרכיבות את החלבונים, סילוק מטאבולי של חומרים סינתטיים, שהנם זרים לגוף, כמו סמים ותוספי מזון למיניהם, ופירוק של חומרים המזהמים את הסביבה בעזרתם של חידקים.
לפני גילוי האוקסיגנזות בידי האייאישי בשנת 1955, הייתה ידועה כמנגנון חמצון ביולוגי רק תיאוריית ה"דיהידרגנציה" שהציע וילנד בשנת 1920, משמע העתקתם של אטומי מימן או של אלקטרונים ממקום למקום במערכת הביולוגית. הדגמותיו של אייאישי על הקביעה הביולוגית של החמצן המולקולרי הביאה לתפישה חדשה של מנגנון פעולת חמצון. קיומן של האוקסיגנזות, כפי שכינה האייאישי אנזימים אלה הגורמים לקטליזה של תהליכי קביעת חמצן, אושר במספר רב של מעבדות מחקר, והאוקסיגנזות מונות עתה כמה מאות.
האייאישי ועמיתיו גילו ואפיינו למעלה מ-20 אנזימים מקבוצת האוקסיגנזות, גיבשו ארבעה מהם וביצעו מחקרים מעמיקים על המבנה שלהם ועל תכונותיהם. כמה מאנזימים אלה נמצאו במיקרואורגניזמים רבים החיים בקרקע ובאוויר, והם ממלאים תפקיד חשוב בפירוקם של חומרי טבע וחומרים סינתטיים שונים. האייאישי, לפיכך, לא זו בלבד שפיתח ענף מחקרי חדש, אלא שהוסיף תרומות בסיסיות להבנתנו את המבנה ואת מנגנון הפעולה של קבוצה ייחודית במינה של אנזימים. כמה אוקסיגנזות, שאופיינו בידי האייאישי, ממלאות תפקיד מכריע במטאבוליזם של חומצות אמיניות הבונות את החלבונים, כגון טריפטופן, ליזין, היסטידין ואחרים. מחקריו החדשניים על חומצות אמיניות אלה, תרמו להבנת תהליכים פיסיולוגיים חשובים במסלולים המטאבוליים הן ביונקים והן מיקרואורגניזמים.
יתר על כן, עבודותיו סיפקו מידע-בסיסי של מנגנוני הבקרה המווסתים את פעילות האנזימים. בנוסף לכך התרחבו עבודותיו של האייאישי לאוקסיגנזות הקשורות במטאבוליזם של חומרים מורכבים בעלי חשיבות, כמו פרוסטאגלאנדינים (פעילותם משפיעה בין השאר על המערכת העצבית, איברי הרבייה הנקבית ועוד), וכן ויטמין A ופחמימות הגורמות לגידולים סרטניים.
בעבודתו הדגים האייאישי, כי אינטרפרון (חלבון הנוצר בתאים של בעלי חיים בתגובה להדבקה בנגיף) מפעיל אוקסיגנזה (אינדולמין 2,3 דיוקסיגנזה) הגורמת לפירוק של הטריפטופן ועל ידי כך מעכב גידולים ממאירים. ניסיונות אלה הראו בבירור שהאוקסיגנזות ממלאות תפקיד מכריע במנגנון פעולת האונטרפרון, שגורם לעיכוב התפתחות ויראלית ומגביר את ההתנגדות בתאי המאכסן – האדם או כל בעל חי אחר.