John Ernest Walker

John Walker 1997 yılında Nobel Kimya Ödülü’nü kazanan İngiliz kimyagerdir. Ödülü beraber aldığı Paul Boyer ile birlikte, adenozin trifosfatın (ATP) sentezinin altında yatan enzimatik mekanizmanın aydınlatılması ile ödülü aldı. Boyer ve Walker birlikte yeni yaşam biçimlerinin enerji üretme yolunu keşfettiler. Boyer ATP’nin nasıl sentezlendiği üzerine çalışırken Walker ATP sentezinin yapısı belirlemek için x-ışını kristalografisi üzerine çalıştı.

John Walker 7 Ocak 1941 yılında Thomas ve Elsie’nin oğlu olarak Halifax, Yorkshire’da dünyaya geldi. Babası bir taş ustasıydı ve yetenekli bir amatör piyanist ve şarkıcıydı. İki kız kardeşi Judith ve Jennifer ile birlikte Ellan yakınlarındaki Calder vadisi ve ardından Rastirck’de büyüdü.

Erken eğitimini, son üç yılda fizik bilimi ve matematik alanında uzmanlaştığı Rastrick İlkokulunda aldı. Okuldayken hevesli bir sporcuydu ve futbol ve krikette okul kaptanlığı yaptı. 1960 yılında Oxford’daki St. Catherine Üniversitesi’ne gitti ve 1964 yılında kimya bölümünden mezun oldu.

1965 yılında, Oxford’da bulunan Sir Willian Dunn Pataloji Okulu’nda E. P. Abraham ile peptit antibiyotikleri hakkında çalışmaya başladı. Dört yıl sonra 1969’da bu konuda doktora derecesini aldı. Walker peptit antibiyotikleri hakkında çalışmasını yaparken, 1950 ve 1960lı yıllarda moleküler biyoloji alanında yapılan önemli gelişmeleri yayınlayan John Kendrew’in programını büyük bir hevesle takip etti. Bu alandaki araştırmanın detayları daha sonra 1966’da “The Thread of Life (Hayatın İpliği)” adlı kitapta yayınlandı. Walker, Kendrew’in televizyon programın ve kitabından çok etkilendi ve bu konu hakkında daha fazla bilgi edinmek istemesini sağladı.

Walker, moleküler biyoloji konusundaki bilgilerini ve anlayışını geliştirmeye devam etti. İlk olarak 1965’te J. D. Watson tarafında yayınlanan “Genin Moleküler Biyolojisi” kitabı ve William Haynes tarafından yayınlanan “Bakteriyel Genetik” kitabı, daha fazla bilgi edinmek için Walker’ı zorladı. Bu yeni alan hakkındaki bilgisi, 1966’da Oxford’da yeni Moleküler Biyoloji Profesörü olan David Phillips tarafından lisansüstü öğrencilerine verilen protein yapısı hakkındaki dersleri sayesinde genişledi. Patoloji Profesörü ve “Çekirdek ve Sitoplazma” kitabı yazarı Henry Harris’in dersleri de bu konudaki bilgilerini genişletmesine yardım etti.

1969-1971 yılları arasında Wisconsin Üniversitesi’nde Eczacılık okulunda ve sonrasında 1971-1974 yılları arasında Fransa’da NATO ve EMBO tarafından desteklenen burs ile önce CNRS Gif-Sur-Yvette’de daha sonra Pasteur Enstitüsü’nde olmak üzere toplam 5 yıl yurt dışında çalıştı.

1974’te Paskalyadan hemen önce Cambridge’deki “Proteinlerin Sıralı Analizi” başlıklı bir çalışmaya katıldı. Çalışma, EMBO (The European Molecular Biologiy Organization – Avrupa Moleküler Biyoloji Kuruluşu) tarafından desteklendi ve Tıbbi Araştırma Konseyi Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’ndan (LMB) Ieuan Harris ve Cambridge Üniversitesi Biyokimya Bölümü’nden Richard Perham tarafından organize edildi. Yapılan ziyafette kendisini daha önce tanışmadığı biri olan Fred Sanger’ın yanında otururken buldu. Konuşma sırasında Sanger Walker’a çalışmak için İngiltere’ye geri dönüp dönemeyeceğini sordu. Walker bu öneriyi sevinçle kabul ederek Harris’e çalışma grubuna katılma hakkında danıştı. Sanger ile biraz tartıştıktan sonra 1974’te Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’nda “Protein ve Nükleik Asit” çalışmak için üç aylığına İngiltere’ye döndü. Deneme olarak başladığı işine tam zamanlı çalışan olarak devam etti. Walker 20 yıldan fazla süredir burada çalışıyor.

Walker’ın Fred Sanger ve Ieuan Harris ile karşılaşması onun bilimsel kariyerine dönüştü. 1974’te Moleküler Biyoloji Laboratuvarı, laboratuvar başkanı Fred Sanger, Aaron Klug, Francis Crick, Sidney Brenner, Hugh Huxley, John Smith ve Cesar Milstein tarafından yönetilen moleküler biyolojideki araştırma için heves ve heyecan duygusu ile üç bölümü paylaştı. Örneğin, Walker’ın laboratuvarındaki koridorda Fred Sanger kendi DNA sıralamaya yönelik yöntemlerini keşfediyordu,  koridorun tam karşısındaki Cesar Milstein ve Georges Köhler monoklonal antikorlar keşfediyordu ve binanın herhangi bir yerindeki Francis Crick ve Aaron Kulg ve meslektaşları kromatinin yapısını ve RNA transferini açığa çıkarıyordu. Fred’in yeni DNA sıralama yöntemleri ilk önce bakteri yok edici fX174 ve G4’e sonrasında ise insan ve sığır mitokondrilerindeki DNA’ya uygulandı. Walker doğrudan yöntemleri kullanarak G4 ve mitokondri proteinlerinin sıralamasını analiz etti. Bu çabalar, üç DNA fazının kodlandığı G4’te üçlü örtüşen genin keşfine ve sitokrom c oksidazın alt birim I ve II’nin DNA’daki mitokondride kodlandığı keşfine yol açtı. Daha sonra Walker mitokondrideki modifiye edilmiş genetik kodların ortaya çıkarılmasına yardım etti.

1978’de Walker, membran proteinlerine kimyasal yöntemleri uygulamaya karar verdi çünkü bu hem zor hem de önemli bir alan olarak görünüyordu. Dolayısıyla, uygun bir konu ararken literatürü kapsamlı bir şekilde okudu. Mitokondrinin içindeki membranlarındaki oksidatif fosforilasyon enzimleri geniş membrana bağlanmış çoktu alt birimli kompleks olarak biliniyordu ancak onun önemine rağmen yapısal bakış açısından hiç çalışılmamıştı. Bu nedenle aynı yıl, sığır kalbinin mitokondrisi ve öbakterilerde ATP sentezinin yapısal çalışmasına başladı. Bu çalışmalar en sonunda birkaç türe ait kompleksin tam sıralı analizi ve ATP’nin biyolojik dünyada nasıl yapıldığına dair yeni bilgiler veren sığır mitokondrisi enziminin F katalitik alanının atomik çözünürlük yapısında sonuçlandı. Michael Runswick bu süre boyunca Walker ile yakından çalıştı ve çalışmalarına her yönde katkıda bulundu.

Walker’ın atomik çözünürlük yapısı, Paul Boyer tarafınsan önerilen katalitik mekanizmalardan biri olan ATP sentezi için bağlanma değişim mekanizmasını ve döner katalizi destekledi. Walker tarafından yapılan çalışma 1994 yılında yayınlandı ve 1997 yılında Nobel Kimya Ödülü’nü almasına yol açtı.

Yıllar boyunca Walker ve meslektaşları, geçiş durumu yapıları ve bağlı inhibitör ve antibiyotikler içeren proteinler de dahil olduğu mitokondriyal ATP sentezinin PDB’sindeki kristal yapıların çoğunu üretti. Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’nda veya Mitokondriyal Biyoloji Birmi’nde Walker’ın grubundaki bilim adamları kristal bakteriyel kompleksi I, mitokondriyal kompleks I’in soğuk-EM haritası ve boşluk tipli ATPase belirleme çalışmalarına devam etti.

1998 yılında Cambridge’de Moleküler Biyoloji Laboratuvarı Dunn İnsan Beslenme Birimi müdürü olarak atandı. 2009’da bu birim mitokondrideki enerji değişim mekanizmaları ve bu organelin insan sağlığı ve hastalığındaki rolü üzerine odaklanan Mitokondriyal Biyoloji Birimi’ne dönüştü. Walker şuanda kadar Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’nda emekli müdür ve profesör olarak çalışıyor.

Önemli Çalışmaları

• John E. Walker’ın en önemli katkısı, membran proteinlerine protein kimyasal yöntemleri uygulamaya başladığı 1970’lerin ikinci yarısında oldu.
• Sonrasında sığır mitokondrilerinde ve öbakteride ATP sentezinin yapısal çalışmasına başladı.
• Çalışmaları, katalitik mekanizmalardan biri olan ATP sentezinin bağlanma değişim mekanizmasını ve döner katalizi destekledi.
• Paul Boyer ile birlikte ATP sentezinin altında yatan enzimatik mekanizmaları açığa çıkardılar.

John E. Walker Bilimsel Çalışması ile Birlikte

Ödül ve Başarıları

• 1959’da AT Clay Altın Madalyası’nı aldı.
• 1994’te Pennsylvania Üniversitesi’nden Johnson Vakfı Ödülü’nü aldı.
• 1995’te Kraliyet Derneği üyeliğine seçildi.
• 1996’da, CIBA Biyokimya Derneği Madalyası ve Ödülü’nü ve Avrupa Biyoenerji Kongresi Peter Mitchell Madalyası’nı aldı.
• 1997’de ATP sentezinin altında yatan enzimatik mekanizmanın ortaya çıkarılması için Nobel Kimya Ödülü’nü aldı. Bu ödülü Paul Boyer ile paylaştı.
• 1997’de Mitokondri Araştırması için Bari Üniversitesi tarafından Gaetano Quagliariello Ödülü’nü aldı.
• 1999’da moleküler biyoloji hizmetlerinden dolayı şövalyelik nişanı verildi.
• 2012’de biyokimya ve moleküler alanına üstün katkılarından dolayı Kraliyet Derneği tarafından Copley Madalyası verildi.

John E. Walker, Noberl Ödülü – Stockholm Konser Salonu 10 Aralık 1997

John E. Walker, Stockholm Konser Salonu, Nobel Ödülü (Soldan Beşinci)

Kişisel Hayatı

1963 yılında Christina Westcott ile evlendi. Esther ve Miriam adından iki kızı var. Esther Nottingham-Trent Üniversitesi’nde Coğrafya, Miriam ise Leeds Üniversitesi’nde İngilizce eğitimi gördü.