Arthur Kornberg's Discovery of DNA Polymerase I 1

Arthur Kornberg's Discovery of DNA Polymerase I 1
From his early studies of the mechanisms of the enzymatic synthesis of coenzymes and inorganic pyrophosphate, Kornberg extended his interest to the biosynthesis of the nucleic acids, particularly DNA. After elucidating key steps in the pathways of pyrimidine and purine nucleotide synthesis, including the discovery of 5'-phosphoribosyl-1-pyrophospate (PRPP) as an intermediate, he found the enzyme that assembles the building blocks into DNA, named DNA polymerase. This is the subject of the two JBC Classics reprinted here. Earlier, Kornberg's group had discovered an enzyme system in Escherichia coli extracts that catalyzed the incorporation of deoxyribonucleotides into DNA. Joined by two postdoctoral fellows, Maurice J. Bessman and Robert I. Lehman, and his technician, Ernest S. Simms, Kornberg set about purifying the active enzyme from the extracts and elucidating the properties of the DNA synthesis system. In the first Classic, Kornberg and his colleagues describe the purification of DNA polymerase from E. coli. In the second Classic, they report that polymerized DNA, Mg2+, and all four deoxynucleoside triphosphates (adenine, guanine, cytosine, and thymine) are needed for DNA synthesis to occur. From these requirements, they hypothesized that the polymerized DNA was serving as a template to guide the formation of new DNA.

These two Classics were declined by the JBC when submitted in the fall of 1957. Among the critical comments were: "It is very doubtful that the authors are entitled to speak of the enzymatic synthesis of DNA"; "Polymerase is a poor name"; "Perhaps as important as the elimination of certain banalities..." etc. Through the fortunate intervention of John Edsall, who had just assumed the position of Editor-in-Chief in May 1958, the two papers were eventually accepted and appeared in the July 1958 issue. A more in-depth account of the discovery of DNA polymerase can be found in Lehman's JBC Reflections (4). One year after these Classics were published, Kornberg was awarded the Nobel Prize in Physiology or Medicine with Ochoa "for their discovery of the mechanisms in the biological synthesis of ribonucleic acid and deoxyribonucleic acid."

Arthur Kornberg's Entdeckung der DNA-Polymerase I 1
Von seinen frühen Studien über die Mechanismen der enzymatischen Synthese von anorganischen und coenzymes Pyrophosphat, Kornberg erweitert sein Interesse an der Biosynthese der Nukleinsäuren, insbesondere DNA. Nach der Aufklärung wichtiger Schritt auf dem Wege der Pyrimidin-und Purin-Nukleotid-Synthese, einschließlich der Entdeckung von 5'-phosphoribosyl-1-pyrophospate (PRPP) als Zwischenprodukt, fand er, dass das Enzym baut die Bausteine in die DNA, namens DNA-Polymerase. Dies ist Gegenstand der beiden Klassiker JBC hier abgedruckt. Zuvor hatte Kornberg-Gruppe hatte entdeckt, ein Enzym in Escherichia coli-Extrakte katalysierte dass die Beimischung von deoxyribonucleotides in die DNA. Verbundene durch zwei Postdoc-Stipendiaten, Maurice J. Bessman und Robert I. Lehman, und seine Techniker, Ernest S. Simms, Kornberg gesetzt zu reinigende die aktive Enzym aus der Extrakte und Aufklärung der Eigenschaften der DNA-Synthese-System. In den ersten Classic, Kornberg und seine Kollegen beschreiben die Aufreinigung von DNA-Polymerase aus E. coli. In der zweiten Classic, berichten, dass sie polymerisiert DNA, Mg2 +, und alle vier deoxynucleoside Triphosphate (Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin) sind erforderlich für die DNA-Synthese auftreten. Aus diesen Anforderungen entspricht, sie vermutet, dass die DNA polymerisiert wurde dienen als Vorlage, um die Bildung neuer DNA.

Diese beiden Klassiker wurden ging um die JBC, wenn sie im Herbst 1957. Unter den kritischen Anmerkungen waren: "Es ist sehr zweifelhaft, dass die Autoren haben das Recht zu schweigen von der enzymatischen Synthese von DNA", "Polymerase ist ein schlechter Name"; "Vielleicht ebenso wichtig wie die Beseitigung bestimmter Banalitäten ..." usw. Durch den glücklichen Intervention von John Edsall, die gerade davon ausgegangen, die Position des Editor-in-Chief im Mai 1958, die beiden Papiere wurden schließlich akzeptiert und erschien in der Juli-Ausgabe 1958. Eine detaillierte Rechnung über die Entdeckung der DNA-Polymerase finden Sie in Lehman's JBC Reflections (4). Ein Jahr nach diesen Klassiker veröffentlicht wurden, Kornberg erhielt den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin mit Ochoa "für ihre Entdeckung der Mechanismen der biologischen Synthese der Ribonukleinsäure und Desoxyribonukleinsäure."