Валерий Чолаков - Нобелевские премии. Ученые и открытия

По приказу гестапо Кун вынужден был отказаться от награды. Лишь 11 лет спустя, в 1949 г., он получил ее одновременно с Адольфом Бутенандтом, лауреатом Нобелевской премии по химии за 1939 г., который также отказался от получения премии по аналогичным причинам.

В 1929 г. был открыт еще один витамин. Хенрик Дам из Копенгагенского университета ставил классические опыты с искусственными пищевыми смесями. У цыплят, которых умышленно лишали жиров, вдруг начинались тяжелые кровоизлияния. Анализ крови показал замедление ее коагуляции — процессы свертывания крови были очень затруднены.

В 1931 и 1933 гг. подобные явления наблюдали и американские исследователи. Тем временем Дам, добавляя в пищевые смеси различные вещества, установил, что добавка конопляного семени приводит к прекращению кровоизлияния и восстановлению свойств крови. Так как это было время большой популярности витаминов, естественно напрашивался вывод, что в данном случае наблюдается действие какого-то неизвестного представителя этой группы. Новый витамин был обозначен буквой К (от слова «коагуляция»).

Он был обнаружен в семенах капусты, томатов, сои, люцерны, а также в ткани печени животных. Последнее, наблюдение указывало на механизм действия этого витамина. Оказалось, что печень содержит фермент, участвующий в коагуляции крови. В отсутствие витамина К 3фермент не работает, и тем самым нарушается вся цепь реакций, ведущих к свертыванию крови.

Дам был биохимиком высокой квалификации. В 1925 г. он специализировался по микрохимическому анализу у, Франца Прегля в Австрии. Через 10 лет он в сотрудничестве с Паулем Каррером начал работать над выяснением структуры вновь открытого витамина К.

Однако первым эту задачу решил Эдуард Аделберт, Дойзи, профессор биохимии университета в Сент-Луисе (США, шт. Миссури). В 1939 г. Дойзи выделил из семени люцерны и из рыбной муки два вещества в кристаллическом виде: K 1и К 2. Вскоре он определил их структуру: они оказались производными нафтохинона. За этим последовал их синтез, и были открыты аналогичные вещества, но проще по строению и более сильно действующие.

Искусственное получение витамина К явилось большим подарком для медицины. Его начали широко применять для остановки кровотечений, при хирургических операциях, для лечения заболеваний печени и т. д. Использование витамина К для лечения новорожденных, у которых такой авитаминоз часто встречается, позволило значительно снизить детскую смертность.

В 1944 г. Нобелевский фонд возобновил вручение премий, которое вследствие войны было прервано на три года (1940—1942). Поскольку правила фонда допускают задержку объявления премии на год, это дало возможность вручить в 1944 г. премии лауреатам 1943 г. В области медицины ими стали X. Дам и Э.А. Дойзи — за открытие витамина К и определение его химической структуры.

Витамины, как сравнительно низкомолекулярные соединения, можно было успешно исследовать методами органической химии. Однако при исследовании самого сложного из них (витамина В 12) возникла необходимость в более современных средствах. После восьмилетних кропотливых исследований Дороти Кроуфут-Ходжкин из Оксфордского университета определила наконец его строение методом рентгеноструктурного анализа.

Витамин В 12был открыт в 1948 г. Ученые установили, что он синтезируется различными микроорганизмами, прежде всего обитающими в кишечнике жвачных животных. Человек также получает это вещество от микроорганизмов, находящихся в его пищеварительном тракте. Однако иногда этот чрезвычайно тонкий процесс нарушается — и наступают тяжелые авитаминозы. Вскоре после открытия витамина B 12выяснением его структуры и занялась английская исследовательница.

Через восемь лет, в 1956 г., строение витамина В 12стало известно. Это явилось триумфом метода рентгеноструктурного анализа. Впервые таким образом была раскрыта структура столь сложного вещества. Необходимо вместе с тем отметить, что уже в то время другие ученые готовились к более сложным исследованиям. Макс Фердинанд Перуц и Джон Коудери Кендрю определили структуру таких сложных белков, как гемоглобин и миоглобин, за что в 1962 году получили Нобелевскую премию по химии. Их сенсационные результаты были достигнуты с помощью более современных средств рентгеноструктурного анализа с использованием ЭВМ.

Однако в 1964 г. Нобелевский комитет по химии, проявив уважение к пионерам в этой области, принял решение присудить премию Дороти Кроуфут-Ходжкин, которая установила структуру пенициллина и витамина B 12без ЭВМ и современной техники.

Одним из основных жизненных процессов является биокатализ. С ним человек сталкивался еще в доисторические времена, когда, по всей вероятности, началось изготовление спиртных напитков. В XVIII в. Антуан Лоран Лавуазье исследовал ферментацию при получении спиртов и пришел к выводу, что в ходе этого процесса сахар распадается на спирт и двуокись углерода. Жозеф Луи Гей-Люссак, произведя точный количественный анализ, установил, что масса спирта и двуокиси углерода, вместе взятых, равна исходной массе сахара. Это доказывало вывод Лавуазье. Причины этого процесса установил еще в 1860 г. Антони ван Левенгук, наблюдая дрожжи в микроскоп.

Прошло, однако, более 150 лет, прежде чем получила развитие клеточная теория и ученые пришли к заключению, что ферментация является функцией живых клеток, В первой половине XIX в. были накоплены интересные данные о процессе катализа, в частности о биокатализе. В 1814 г. русский химик Константин Сигизмундович Кирхгоф открыл в ячменных зернах вещество, которое превращало крахмал в сахар. Это был фермент амилаза. В 1833 г. его выделили французские химики Ансельм Пайен и Жан Персо. В то же самое время Йене Якоб Берцелиус предложил извлекать вещества, вызывающие ферментацию из живых клеток путём растирания их в порошок. Подобный эксперимент провел в 1846 г. в Берлине Фридрих Люденсдорф. Растерев на стекле клетки дрожжей, он добавил их в сахарный сироп, однако никакой ферментации не произошло.

Подобные опыты нанесли серьезный удар точке зрения Йенса Берцелиуса, Юстуса Либиха и Фридриха Веллера, которые считали, что биокатализ и ферментация — это обычные химические процессы. В то же самое время другие ученые высказывали мнение, что в живом веществе действуют особые процессы, которые не сводятся к чисто химическим. Получили также распространение идеи о некой таинственной «жизненной силе», которая и служит отличительным признаком живого от неживого. В то время подобная идея выглядела весьма привлекательной. Конец этому положил Луи Пастер, который своими оригинальными опытами показал, что ферментация возможна только при наличии живых клеток. Эксперименты крупного французского ученого были безупречны, однако они не отрицали возможности действия ферментов и вне живой клетки: ведь никому не удавалось выделить эти вещества в устойчивом состоянии. Такую задачу поставил перед собой в 1893 г. Эдуард Бухнер из Мюнхенского политехнического института. При содействии Адольфа Байера в институте была создана лаборатория по исследованию ферментов. Бухнер намеревался провести эксперименты с целью разрушения клеток и извлечения из них биокатализаторов. Руководство, однако, посчитало, что из подобных опытов, которые уже неоднократно ставились десятилетия назад, ничего не получится, и обязало Бухнера заняться другой темой.