(Mitcham, Surrey, Regno Unito, 29 settembre 1920; Glynn vicino a Bodmin, Cornovaglia, Regno Unito, 10 aprile 1992),

biochimica, teoria chemiosmotica, bioenergetica.

Mitchell perseguì lo sviluppo di approcci teorici in biochimica, culminando nella proposta e nell’accettazione della sua teoria chemiosmotica. Questa teoria ha contribuito a forgiare il campo della bioenergetica (lo studio di come l’energia viene ottenuta, trasformata e utilizzata nelle cellule viventi) unificando diversi campi apparentemente disparati e, nella stima di alcuni, ha prodotto un cambiamento di paradigma introducendo la direzionalità spaziale nella biochimica. Ha ricevuto il Premio Nobel per la Chimica nel 1978. Anche se il suo programma di ricerca è stato formulato presso le università di Cambridge e Edimburgo, il test e il perfezionamento della sua teoria è stata effettuata presso il suo privato, laboratorio di ricerca indipendente, il Glynn Research Institute. Qui si impegnò in un doppio esperimento per esplorare il potenziale delle sue idee chemiosmotiche e per vedere se la scienza di livello mondiale potesse essere fatta in un istituto di ricerca così piccolo e privato.

Origini e istruzione precoce . Peter Mitchell era il secondo figlio di Christopher Mitchell, un illustre ingegnere civile e amministratore del Ministero dei Trasporti,e Kate Taplin Mitchell. La famiglia Mitchell proveniva dal Dorset, in Inghilterra, ma discendeva da immigrati ugonotti francesi del XVII secolo. Lo zio di Peter Mitchell, Sir Godfrey Mitchell, costruì la Wimpy Construction in una delle più grandi imprese appaltatrici in Europa; doni di azioni di Wimpy stock fornirono a Mitchell una notevole libertà finanziaria e fondi per la creazione e il mantenimento del Glynn Research Institute.

Il record accademico di Mitchell alle scuole di grammatica locali e la sua istruzione secondaria al Queen’s College, Taunton, non erano particolarmente distinti. Egli eccelleva in matematica e fisica, ma era altrimenti uno studente indifferente, facendo male in materie come la storia e la geografia che sembrava mancare di principi fondamentali. A Queen’s ha scoperto che poteva ragionare dai primi principi per dedurre da solo ciò che poteva altrimenti trovare nei libri di testo, il che rendeva la fisica attraente, anche se non la chimica come allora veniva insegnata. Questo stabilì un modello che persistette per tutta la sua vita, in cui sviluppò con sicurezza la propria comprensione di un soggetto attraverso il ragionamento piuttosto che consultare testi standard o esperti. Ha fallito l’esame di ammissione borsa di studio per Cambridge ed è stato solo attraverso l’intervento del suo preside, Christopher Wiseman, che ha riconosciuto il talento e il potenziale di Mitchell, che Mitchell è stato ammesso al Jesus College, Cambridge per l’autunno del 1939.

Istruzione e lavoro a Cambridge, 1939-1955 . Mitchell ha scelto di studiare fisica, chimica, fisiologia e biochimica per il suo Tripos I (primi due anni) e poi biochimica per il suo Tripos II (terzo anno). Ancora una volta, la performance di Mitchell non fu stellare (voti di seconda classe nei suoi esami) ma fiorì nel Dipartimento di Biochimica, quindi probabilmente il migliore del mondo, sotto l’incoraggiamento di Frederick Gowland Hopkins, che percepì il potenziale di Mitchell per la ricerca. Mitchell rimase, come studente laureato, facendo ricerche legate alla guerra nel dipartimento sotto la supervisione di James Danielli.

Mitchell è stato intellettualmente modellato dall’approccio di Hopkins della biochimica dinamica che ha sottolineato la comprensione del metabolismo catalizzato dagli enzimi. Sebbene i biochimici vedessero la cellula come una “sacca di enzimi”, Mitchell notò che il modo in cui l’enzimologo Malcolm Dixon disegnava le reazioni poteva implicare una direzionalità nell’azione degli enzimi piuttosto che un processo catalitico senza direzione o scalare. Lavorare con Danielli sulla natura delle membrane cellulari e il movimento delle sostanze chimiche attraverso di esse ha rafforzato l’idea emergente di Mitchell che la direzionalità, o carattere vettoriale, del trasporto attraverso le membrane fosse in qualche modo connessa con la direzionalità e l’organizzazione spazio-temporale dei processi biochimici più in generale.

Dopo la guerra e la partenza di Danielli per il King’s College di Londra, Mitchell ha lavorato essenzialmente senza supervisione sulla sua ricerca di tesi, elaborando le implicazioni delle sue intuizioni sull’organizzazione biochimica. Ha presentato una tesi non convenzionale nel 1948. Si è aperto con una discussione filosofica sui processi direzionali e sui ruoli degli elementi statici e dinamici in tali processi. Segue una sezione teorica sulla diffusione delle sostanze nei sistemi biologici, in cui Mitchell espone una formulazione matematica delle sue idee vettoriali. Dopo una sezione sulla natura della superficie batterica c’è stata una sezione finale in cui sono stati presentati i risultati sperimentali preliminari, ma solidi, di Mitchell sull’assorbimento di aminoacidi da parte dei batteri. I suoi esaminatori, Ernst Gale del dipartimento e external examiner A. G. “Sandy” Ogston, respinto la tesi come inchoate e incoerente.

L’amicizia di Mitchell con David Keilin del vicino Istituto Molteno, che fornì a Mitchell uno spazio temporaneo nel suo laboratorio, fu fondamentale per aiutarlo a superare questa battuta d’arresto. Keilin fu irritato dall’azione del comitato e incoraggiò Mitchell a riscrivere la tesi. In effetti, Keilin era una sorta di figura paterna scientifica e personale per Mitchell; la conferenza del premio Nobel di Mitchell, “David Keilin’s Respiratory Chain Concept and Its Chemiosmotic Consequences”, rifletteva il debito intellettuale che Mitchell sentiva per l’influenza di Keilin (Mitchell, 1979). Nel caso, l’allora capo del dipartimento, Albert Chibnall, assegnò a Gale la supervisione del secondo sforzo di Mitchell, che prevedeva la ricerca sul meccanismo d’azione della penicillina. La seconda tesi di Mitchell era più convenzionale e fu accettata il 6 dicembre 1950.

Anche se si è scoperto che il meccanismo proposto da Mitchell per l’azione della penicillina non era corretto, la tesi è servita a concentrare il suo pensiero sul trasporto del fosfato nei batteri e su come ciò fosse collegato al ruolo del fosfato nel metabolismo intermedio. Mitchell ha iniziato a sviluppare un programma di ricerca su tali fenomeni, e anche se ha continuato a pensare nei termini della sua prima tesi non ha dichiarato tali nozioni esplicitamente tranne che in un documento presentato a Mosca nel 1956, dopo aver lasciato Cambridge. Lì spiegò le sue idee, descritte nella prima tesi, sulla direzionalità e sui gradienti intracellulari (Mitchell, 1957a). In effetti, queste idee fornivano una metafora intuitiva per i processi termodinamici di non equilibrio, che aiutavano Mitchell a organizzare il suo pensiero in relazione alla struttura cellulare e alla “fiamma” del metabolismo.

Dopo che Mitchell ha completato il suo dottorato, il nuovo capo del dipartimento, Frank Young, lo ha nominato per una posizione di cinque anni come dimostratore. Mitchell ha lavorato nel Sotto-dipartimento di Microbiologia, ora guidato da Gale, ma fondato da Marjorie Stephenson. Ha anche contribuito a fondare la Society for General Microbiology nel 1944 ed è stata una delle prime due donne ad essere eletta alla Royal Society nel 1945. Quando, nel 1948 come presidente della società, stava organizzando l’incontro per il 1949 sulla superficie batterica, chiese a Mitchell, sebbene fosse ancora uno studente laureato, di tenere un discorso importante, in cui identificava la barriera osmotica dei batteri con la loro membrana citoplasmatica. Inoltre, ha ipotizzato che le proteine di membrana non fossero inerti e non strutturate, ma agissero come enzimi globulari e precisamente piegati nel facilitare il trasporto (Mitchell, 1949).

Stephenson non visse per presiedere a questo incontro, ma prima di morire intervenne nuovamente nella carriera di Mitchell in un modo che ebbe un effetto duraturo. Ha suggerito che Jennifer Moyle, che era un assistente di ricerca nel suo laboratorio, lavorare con Mitchell. Iniziò così una collaborazione formidabile e produttiva che durò, con una breve interruzione, fino al pensionamento di Moyle nel 1983. Sia Mitchell che Moyle ritenevano che Stephenson avesse una visione reale dei loro punti di forza unici e complementari, Mitchell come teorico fantasioso e brillante e Moyle come sperimentalista meticoloso e superbo. Insieme hanno perseguito una linea di ricerca sul trasporto batterico informata dalle speculazioni teoriche sempre più precise e articolate di Mitchell e testata dall’attenta sperimentazione di Moyle.

In una serie di pubblicazioni ben fatte sul trasporto dei fosfati nei batteri, Mitchell e Moyle affermarono che il metabolismo (che coinvolge il lavoro chimico) e il trasporto (che coinvolge il lavoro osmotico) erano solo due aspetti di un processo unitario sottostante. Riassumendo questo lavoro Mitchell ha scritto che “nei sistemi biochimici complessi, come quelli che effettuano la fosforilazione ossidativa appear le specificità osmotiche ed enzimatiche sembrano essere ugualmente importanti e possono essere praticamente sinonimi” (Mitchell, 1954, p. 254). Questa fu la prima menzione di Mitchell di un possibile legame tra fosforilazione ossidativa e un tipo di processo osmotico (trasporto). La fosforilazione ossidativa è il processo nei batteri e nei mitocondri in cui gli elettroni, derivati dai nutrienti, vengono fatti passare attraverso un complesso insieme di proteine legate alla membrana, note come catena respiratoria, a una molecola di ossigeno, con la sintesi concomitante di ATP (adenosina trifosfato). ATP quindi in grado di fornire energia per guidare altri processi nella cellula. Il processo di respirazione cellulare appena descritto non deve essere confuso con la respirazione, o respirazione, degli organismi. La respirazione cellulare è il motivo per cui l’ossigeno è necessario a tutti gli organismi aerobici.

Mitchell non andò d’accordo con Young, e il suo contratto a Cambridge non fu rinnovato nel 1955. Tuttavia, Michael Swann, che conosceva Mitchell dai tempi di Swann a Cambridge, offrì a Mitchell una posizione come direttore di una nuova unità di biologia chimica nel Dipartimento di Zoologia dell’Università di Edimburgo; Mitchell accettò a condizione che Moyle fosse assunto come suo associato di ricerca.

Ricerca a Edimburgo, 1955-1963 . Il periodo di Mitchell a Edimburgo è stato forse il suo più creativo. Durante questo periodo ha portato a compimento il suo programma di ricerca basato su un approccio teorico olistico ai sistemi viventi e ha sviluppato una teoria dettagliata del metabolismo vettoriale, che collega trasporto e metabolismo, e l’ha applicata specificamente al problema del meccanismo della fosforilazione ossidativa. In questo nuovo ambiente, dove dirigeva autonomamente il proprio sottodipartimento, Mitchell teorizzò con maggiore sicurezza, aiutato dall’abile lavoro sperimentale di Moyle.

Mitchell e Moyle hanno dimostrato che la catena respiratoria nei batteri si trovava nella membrana citoplasmatica e hanno concluso che potrebbe avere un ruolo diretto nel trasporto degli ioni. Mitchell, nel suo articolo del 1957 “A General Theory of Membrane Transport from Studies of Bacterium”, sviluppò una nozione di “conduzione del ligando” come meccanismo di trasporto. Egli ha sostenuto che “gli enzimi sono i conduttori di membrana batterica-trasporto – che l’energia metabolica è generalmente convertita in lavoro osmotico dalla formazione e l’apertura di legami covalenti tra traslocatori nella membrana e le molecole trasportate esattamente come in reazioni di trasferimento di gruppo catalizzate da enzimi” (p. 136). Sostenendo dalla natura necessariamente vettoriale degli enzimi coinvolti nel trasporto, Mitchell e Moyle, nel loro articolo del 1958 ” Group-Translocation: Una conseguenza del trasferimento di gruppo catalizzato da enzimi”, ha presentato una generalizzazione che gli enzimi agiscono per” trasportare ” i substrati vettorialmente attraverso i loro siti attivi, ma che la conseguenza di ciò è osservabile solo quando gli enzimi sono tappati attraverso una membrana. Nel loro articolo del 1959 “Coupling of Metabolism and Transport by Enzymic Traslocation of Substrates through Membrane” hanno proposto che un tale meccanismo accoppierebbe metabolismo e trasporto. Questo concetto è stato ulteriormente articolato nel documento del simposio della Biochemical Society del 1959 di Mitchell “Structure and Function in Micro-organisms” dove ha introdotto il termine chemiosmotico in cui il legame osmotico di composti o ioni trasportati da un lato di una membrana biologica all’altro coinvolge un gruppo chimicamente collegato, o ligando, condotto attraverso un enzima di membrana (p. 91). Ha esteso questa nozione di legami chemiosmotici alle cellule più in generale, comprese le membrane mitocondriali di cellule eucariotiche più complesse.

Nell’agosto 1960 Mitchell riassunse il lavoro dei cinque anni precedenti quando presentò la conferenza di apertura, “Fenomeni di trasporto biologico e caratteristiche spazialmente anisotropiche dei sistemi enzimatici che causano una componente vettoriale del metabolismo”, al Simposio di Praga sul trasporto e il metabolismo delle membrane. In questa conferenza ha articolato, a livello generale, la sua teoria basata sui principi chemiosmotici.

Sei settimane più tardi, a Stoccolma, in un simposio sessione su “Specifiche di Trasporto di Membrana e il suo Adattamento” alla fine di un articolo che segnala il lavoro dei suoi studenti laureati, B. P. di Stefano, Mitchell ipotizzato che l’enzima glucosio-6-fosfato fosfatasi, che avevano dimostrato di essere situato nella membrana citoplasmatica batterica, potrebbe essere considerato come un esempio di chemiosmotic accoppiamento. Ha proposto che la reazione potrebbe essere invertita per sintetizzare, piuttosto che idrolizzare, il fosfato di glucosio se ci fosse un gradiente protonico attraverso la membrana. Mitchell ha inoltre ipotizzato che considerazioni simili potrebbero applicarsi alla sintesi di ATP nella fosforilazione fotosintetica e ossidativa.

Mitchell applicazione del suo approccio teorico al problema del meccanismo della fosforilazione ossidativa aveva diverse caratteristiche chiave, come stabilito in un astratto presentata a metà febbraio 1961: (1) La vie respiratorie-reazioni a catena nella membrana rilasciato protoni vettorialmente a un lato della membrana e ioni ossidrile verso l’altro lato, generando una differenza di concentrazione protonica attraverso la membrana (un gradiente di pH); (2) tale gradiente di pH trans-membrana può sorgere solo se la membrana è impermeabile ai protoni; (3) ATP può essere fatto da inversione della reazione ATPasi (ATP sintasi) se c’è un meccanismo di utilizzare l’energia nel gradiente di pH per guidare la sintesi di ATP. Tale inversione della ATPasi significa che, invece di reagire ATP con acqua e rilasciando energia presso l “enzima ATPasi, l” acqua viene rimossa da ADP e fosfato per rendere ATP utilizzando energia nel gradiente protonico, rendendo così l “enzima un” ATP sintasi.”Nel 1966 Mitchell fornì un meccanismo specifico mediante il quale i protoni venivano trasportati attraverso le membrane. In un processo che chiamò conduzione del ligando, il protone trasportato era collegato a un elettrone in un atomo di idrogeno legato a

un altro atomo. Questo protone legato era chiamato ligando. Quando la molecola contenente il protone legante si spostava da un lato della membrana al lato opposto, l’effetto era quello di trasportare il protone attraverso la membrana e di rilasciarlo al solvente sfuso sull’altro lato (Mitchell, 1966). Mitchell ha anche proposto un ruolo diretto del protone nel sito attivo ATP sintasi.

La possibilità di tale traslocazione di protoni da parte della catena respiratoria era già stata suggerita da diversi autori, tra cui Robert Davies, Heinrich Lundegårdh e Sir Rutherford Robertson; tuttavia, doveva ancora essere dimostrato che tale traslocazione di protoni si verificava nei batteri, nei mitocondri e nei cloroplasti. L’impermeabilità protonica delle membrane era un nuovo suggerimento e la maggior parte dei biochimici in quel momento lo riteneva improbabile. Il meccanismo con cui Mitchell pensava che i protoni potessero produrre ATP invertendo l’ATPasi era nuovo. Davies aveva in precedenza ipotizzato che un gradiente di pH potrebbe in qualche modo catalizzare la sintesi di ATP. Tuttavia, nessuno aveva dimostrato che i protoni potevano effettivamente guidare la sintesi di ATP.

Durante l’autunno del 1960 Mitchell condusse esperimenti preliminari dimostrando che le membrane batteriche erano effettivamente impermeabili ai protoni e nel 1961 estese il lavoro ai mitocondri. Nel gennaio 1961 un documento (presentato nell’agosto 1960) di Robert J. P. Williams dell’Università di Oxford,” Possibili funzioni di catene di catalizzatori”, è apparso nel primo numero del new Journal of Theoretical Biology, in cui Williams ha proposto gradienti di protoni anidri intramembrane come intermedio comune tra la catena respiratoria e la sintesi di ATP. Prima di presentare il suo “Coupling of Phosphorylation to Electron and Hydrogen Transfer by a Chemi-osmotic Type of Mechanism” a Nature (pubblicato nel luglio 1961), Mitchell aprì una corrispondenza con Williams il 24 febbraio 1961, in parte per vedere quanto fossero simili i loro meccanismi. Ciò ha portato a incomprensioni e controversie che hanno continuato dopo la morte di Mitchell (vedi Williams, 1993; vedi anche Prebble and Weber, 2003, così come Weber and Prebble, 2006). Con soddisfazione di Mitchell, anche se non di Williams, Mitchell concluse che i meccanismi erano distinti e andò avanti con la pubblicazione della sua proposta, senza menzionare la carta di Williams o la corrispondenza.

Poco dopo la cattiva salute di Mitchell a causa di ulcere lo ha portato a prendere un congedo e, infine, a dimettersi da Edimburgo. Acquistò una proprietà con una bella ma abbandonata casa di Reggenza, Glynn, vicino a Bodmin in Cornovaglia e nel 1962 iniziò i lavori di ristrutturazione, fungendo da maestro dei lavori, per ripristinare l’edificio e rimodellarlo per servire sia come laboratorio di ricerca che come residenza familiare. Moyle è venuto a partecipare al lavoro e contribuire a impostare l’organizzazione formale di Glynn Research Ltd. Nell’autunno del 1964 la ricerca iniziò a Glynn.

Ricerca a Glynn, 1964-1997 . Mitchell prese la decisione di continuare la linea di lavoro sperimentale sull’impermeabilità della membrana che aveva iniziato a Edimburgo. Con Moyle ha ideato esperimenti per testare non solo se la catena respiratoria nei mitocondri espulso protoni, ma anche per quantificare quanti protoni sono stati traslocati per elettrone in movimento ad una molecola di ossigeno alla fine della catena. Poiché la proposta di Mitchell non aveva attirato molta attenzione sul campo, aveva senso che il piccolo gruppo di ricerca di Mitchell si concentrasse sui test sperimentali del suo approccio. Fortunatamente la proposta di Mitchell era suscettibile di esame empirico nel 1960 con attrezzature relativamente semplici.

Le piccole dimensioni del gruppo, la semplicità e l’eleganza degli esperimenti e la stretta connessione tra teoria e esperimento divennero tutti segni distintivi dello stile della scienza Glynn. Dato che il paradigma prevalente del campo della fosforilazione ossidativa era la teoria chimica proposta nel 1953 da E. C. “Bill” Slater (basato sull’aspettativa che ci dovrebbero essere intermedi chimici analoghi a quelli visti nel metabolismo), Mitchell si rese conto che doveva convincere i suoi colleghi a vedere il fenomeno in un modo radicalmente diverso. Così spostando il campo, mentre si lavora da una struttura di ricerca piccola e indipendente, è diventato l’altro aspetto del programma Glynn.

Mitchell si rese conto che la teorizzazione e la sperimentazione a Glynn avrebbe bisogno di sfruttare alleati dai laboratori di ricerca più tradizionali, qualcosa Mitchell ha cercato di fare attraverso la corrispondenza attiva, frequenti presentazioni alle riunioni internazionali, e portando gli scienziati per consultazioni e visite estese al suo istituto splendidamente situato. In effetti, il libro degli ospiti di Glynn si legge come un who’s who del campo emergente della bioenergetica.

Uno dei primi visitatori di Glynn fu André Jagendorf, poi al McCollum-Pratt Institute di Baltimora, Maryland. Jagendorf aveva ottenuto dati che i cloroplasti su illuminazione traslocano protoni, che misura la previsione di Mitchell, e voleva comprendere ulteriormente gli argomenti teorici. Un anno dopo Jagendorf ha dimostrato che cloroplasti nel buio sintetizzato ATP quando sottoposto a un gradiente di pH artificiale di appena la dimensione Mitchell aveva previsto sarebbe stato richiesto. Ulteriori prove a sostegno di aspetti dell’approccio chemiosmotico sono state ottenute da Brian Chappell e Anthony Crofts dell’Università di Bristol nei loro studi sul trasporto di ioni nei mitocondri. Nel 1968 Mitchell aveva prove a sostegno di tutti e tre i “pilastri” della sua proposta. Questi risultati significarono che l’ipotesi chemiosmotica non poteva più essere ignorata e scoppiò una tempesta di polemiche che persistette per un certo numero di anni. Nel frattempo, Mitchell ha fatto revisioni al suo modello teorico della fosforilazione ossidativa, presentato in due volumi pubblicati dal Glynn Research Institute (Mitchell, 1966, 1968).

Il programma di Mitchell a Glynn poteva essere considerato un successo, e nel 1973 la maggior parte dei bioenergetici riconobbe che un gradiente protonico era il collegamento di risparmio energetico tra le reazioni di riduzione dell’ossidazione della catena respiratoria e la sintesi di ATP. Tuttavia, gli aspetti dei meccanismi specifici di Mitchell non erano così ampiamente accettati. Paul Boyer dell’Università della California a Los Angeles aveva proposto un meccanismo alternativo molto diverso per la sintesi di ATP da parte dell’ATPasi, uno che coinvolge i cambiamenti conformazionali delle proteine attraverso l’interazione indiretta con i protoni. Al contrario, il meccanismo di ATPasi di Mitchell, come è stato sviluppato negli 1970, basato sulle sue idee di conduzione del ligando, ha coinvolto un uso diretto di protoni nel sito attivo. Allo stesso modo Mitchell nella sua riformulazione del 1966 del suo modello ha usato la conduzione del ligando per spiegare i rapporti tra protoni ed elettroni che ha osservato. Tuttavia, molti sul campo dubitavano sia dei rapporti riportati da Mitchell che della sua spiegazione meccanicistica.

A partire dal 1974 Al Lehninger della Johns Hopkins University e Mårten Wickström dell’Università di Helsinki hanno presentato risultati con rapporti superiori a quelli

osservati da Mitchell e Moyle. Ciò ha portato ad un’altra controversia che è durata per oltre un decennio. In gioco non erano solo i risultati sperimentali, ma anche i meccanismi di conduzione del ligando di Mitchell. Nel mezzo di questa controversia Mitchell è stato assegnato il Premio Nobel per la Chimica nel 1978 per la sua teoria chemiosmotica del trasferimento di energia biologica, anche se i dettagli meccanicistici erano ancora in discussione.

Alla fine, nel 1985 Mitchell dovette ammettere che i rapporti più alti erano corretti, ma cercò comunque di spiegarli con un ulteriore sviluppo della sua teoria fondamentale della conduzione del ligando. Ha anche continuato a discutere per la sua diretta, spiegazioni vettoriali del numero più elevato di protoni (3 a 4) necessari per sintetizzare ATP di quanto la sua teoria originariamente aveva previsto (2 protoni per ATP). Infatti quasi al suo giorno di morte Mitchell stava perfezionando il suo meccanismo ATPase. Oltre alla fiducia che ha sempre avuto nelle sue capacità intellettuali, sentiva che il suo approccio di base era stato rivendicato dalla sua soluzione del meccanismo di base della fosforilazione ossidativa.

Nel 1975 modificò con successo la sua teoria per spiegare il rapporto protone/elettrone per una parte della catena respiratoria, quella tra il complesso proteico iniziale che ossidava il NADH e il complesso proteico finale, la citocromo ossidasi, che trasferiva gli elettroni all’ossigeno per produrre acqua. Lo ha fatto supponendo che la conduzione del ligando potesse essere fatta da una molecola mobile solubile in membrana, nota come coenzima Q, che avrebbe traghettato i protoni extra attraverso la membrana. Questa è stata una straordinaria impresa di immaginazione che andava ben oltre i dati sperimentali disponibili all’epoca. Il ciclo Q, come lo chiamava Mitchell, è essenzialmente accettato oggi. I tentativi di Mitchell di ripetere l’impresa del ciclo Q con l’ATPasi e la citocromo ossidasi non hanno avuto successo. I risultati sperimentali accumulati supportano in modo schiacciante il meccanismo di accoppiamento conformazionale di Boyer per l’ATPasi e Boyer ha ricevuto una parte del premio Nobel per la chimica nel 1997. Ciò che viene presentato oggi nei libri di testo come il meccanismo della fosforilazione ossidativa è meglio caratterizzato come il meccanismo di Mitchell-Boyer.

Dalla metà degli anni 1970 in poi, la dotazione di Glynn dalle azioni Wimpy era insufficiente per sostenere pienamente il funzionamento del Glynn Research Institute. Moyle si ritirò nel 1983 e nel 1985 Mitchell si ritirò come direttore della ricerca, anche se ancora a capo dell’istituto; Peter Rich, un bioenergetico di Cambridge, divenne il direttore della ricerca. Rich ha ottenuto finanziamenti extramurali per sostenere la ricerca più intensa di strumenti che è stata incaricata man mano che il campo maturava. Oltre a continuare il suo lavoro teorico, Mitchell ha cercato di ottenere finanziamenti per mantenere Glynn come istituzione. In questo sforzo ha incontrato un successo limitato, e dopo la sua morte nel 1992, è diventato ancora più difficile ottenere il supporto per Glynn di per sé, nonostante il suo illustre record di successo. In definitiva, nel 1996 Rich trasferì le operazioni di ricerca all’University College di Londra come Glynn Laboratory of Bioenergetics. Così quello che era stato iniziato come un tentativo di fare ricerche importanti al di fuori dei laboratori universitari o governativi finì per essere assorbito nel sistema universitario.

BIBLIOGRAFIA

Una bibliografia completa delle pubblicazioni di Peter Mitchell può essere trovata in Slater, 1994. C’è un vasto archivio di documenti inediti di Mitchell presso la Biblioteca dell’Università di Cambridge.

OPERE DI MITCHELL

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“A General Theory of Membrane Transport from Studies of Bacterium.”Natura 180 (1957a): 134-136.

” L’origine della vita e la formazione e l’organizzazione delle funzioni delle membrane naturali.”In Simposio internazionale sull’origine della vita sulla Terra, a cura di A. Oparin et al. Mosca: Casa Accademia delle Scienze URSS, 1957b.

Con Jennifer Moyle. “Group-Traslocation: A Consequence of Enzyme-Catalizzato Group-Transfer.”Natura 182 (1958): 372-373.

Con Jennifer Moyle. “Accoppiamento del metabolismo e trasporto mediante traslocazione enzimatica di substrati attraverso membrane. “Proceedings of the Royal Physical Society of Edinburgh 28 (1959): 19-27.

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“Approcci all’analisi del trasporto specifico della membrana.”In Biological Structure and Function, vol. 2, a cura di T. W. Goodwin e O. Lindberg. London: Academic Press, 1961. Il documento del simposio di Stoccolma presentato nel settembre 1960.

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“Accoppiamento della fosforilazione al trasferimento di elettroni e idrogeno mediante un meccanismo di tipo chemio-osmotico.”Natura 191 (1961): 144-148.

“Fenomeni di trasporto biologico e caratteristiche spazialmente anisotropiche dei sistemi enzimatici che causano una componente vettoriale del metabolismo.”In Membrane Transport and Metabolism, a cura di Arnost Kleinzeller e A. Kotyk. Praga: Accademia Cecoslovacca delle Scienze, 1962. Il documento letto da Mitchell nell’agosto 1960 al Simposio di Praga.

“Accoppiamento chemiosmotico nella fosforilazione ossidativa e fotosintetica.”Biological Reviews 41 (1966): 445-502. Una versione più corta dell’accoppiamento chemiosmotico nella fosforilazione ossidativa e fotosintetica. Bodmin, Regno Unito: Glynn Research Ltd., 1966.

Accoppiamento chemiosmotico e trasduzione di energia. Bodmin, Regno Unito: Glynn Research Ltd., 1968.

“A Chemiosmotic Molecular Mechanism for Proton-Translocating Adenosine Trifosphatases.”FEBS Letters 43 (1974): 189-194. Una presentazione del meccanismo di ATPasi di Mitchell in cui i protoni hanno un coinvolgimento diretto.

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“David Keilin’s Respiratory Chain Concept and Its Chemiosmotic Consequences.”In Les Prix Nobel en 1978. Stoccolma: Fondazione Nobel, 1979. Disponibile anche da http://nobelprize.org/. La conferenza del Premio Nobel di Mitchell, che fornisce un resoconto dello sviluppo della teoria chemiosmotica e rivede il suo status a quel tempo.

Con Roy Mitchell, John A. Moody, Ian C. West, et al. “Chemiosmotic Coupling in Citocromo Ossidasi: Possible Protonmotive O-Loop and O-Cycle Mechanisms.”FEBS Letters 188 (1985): 1-7. In questo articolo Mitchell ammette che il rapporto tra protoni espulsi e elettroni è diverso da zero, ma propone come il suo fondamentale meccanismo di conduzione del ligando potrebbe spiegare i risultati.

“Fondamenti di metabolismo vettoriale e osmochimica.”Bioscience Reports 11 (1991): 297-346.

ALTRE FONTI

Orgel, Leslie E. ” Sei serio Dr. Mitchell?”Natura 402 (1999): 17. Questo articolo tenta di valutare il significato storico del contributo di Mitchell alla scienza. Orgel confronta l’originalità e l’impatto di Mitchell con quelli di Copernico e Darwin.

Prebble, John N. ” The Philosophical Origins of Mitchell’s

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_____, e Bruce H. Weber. Vagando nei giardini della mente: Peter Mitchell e la realizzazione di Glynn. New York: Oxford University Press, 2003. Questa è, al momento, l’unica biografia completa di Mitchell e un resoconto del suo Glynn Research Institute.

Saier, Milton. “Peter Mitchell e le sue teorie chemiosmotiche.”ASN Notizie 63 (1997): 13-21. Questo articolo valuta anche il contributo di Mitchell alla scienza.

Slater, Edward C. ” Peter Dennis Mitchell, 29 settembre 1920-10 aprile 1992.”Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society 40 (1994): 282-305.

Weber, Bruce H. ” Glynn and the Conceptual Development of the Chemiosmotic Theory: A Retrospective and Prospective View.”Bioscience Reports 11 (1991): 577-647.

_____, e John N. Prebble. “An Issue of Originality and Priority: The Correspondence and Theories of Ossidative Phosphorylation of Peter Mitchell and Robert J. P. Williams, 1961-1980.”Journal of the History of Biology 39 (2006): 125-163.

Williams, Robert J. P. ” Possible Functions of Chains of Catalizzatori.”Journal of Theoretical Biology 1 (gennaio 1961): 1-17. Presentato agosto 1960.

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_____. “Bioenergetica e Peter Mitchell.”Trends in Biochemical Sciences 27 (2002): 393-394.

Bruce Weber

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