Нобелевские лауреаты: Джон Нортроп. Посмертный сын, изучавший ферменты

Жизненные истории нобелиатов 1946 года полны внутренних пересечений и трагизма. Чего стоит, например, тот факт, что два однокашника, ученики одного и того же будущего нобелевского лауреата Томаса Ханта Моргана, получили в 1946 году Нобелевскую премию (один по физиологии и медицине, а другой — по химии) и что оба они, по разным причинам, покончили с собой?

О первом из них мы уже рассказали неделю назад, поведав читателям историю Германа Меллера. А вот о втором, одном из трех химиков-нобелиатов, мы расскажем сейчас. Итак, встречайте: Джон Говард Нортроп.

Джон Говард Нортроп

Родился 5 июля 1891 года, Нью-Йорк, США

Умер 27 марта 1987 года, Уикенбург, Аризона, США

Нобелевская премия по химии 1946 года (1/4 премии, совместно с Уэнделлом Мередитом Стэнли, вторую половину получил Джеймс Самнер). Формулировка Нобелевского комитета: «За получение в чистом виде вирусных белков» (for their preparation of enzymes and virus proteins in a pure form).

Будущий нобелевский лауреат родился в семье знаменитых ученых: зоолога Джона Исайи Нортропа и профессора ботаники Элис Белль Рич Нортроп. Это была удивительно красивая пара: красивые люди, преданные науке. Вместе молодожены отправились на Багамы и привезли оттуда 18 новых видов животных и растений. Все перечеркнул трагический эпизод: незадолго до рождения их единственного сына, в одной из лабораторий Горного института Колумбийского университета произошел мощный взрыв, и Джон Исайя Нортроп завершил свой земной путь. Девятью днями позже свой земной путь начал Джон Говард Нортроп.

Итак, нашего героя воспитала мама — очень нестандартная для того времени женщина. К слову сказать, именно благодаря ее усилиям в программе американских школ появился предмет «естествознание». Забегая вперед, скажем, что и мать Нортропа прожила не очень долгую жизнь: она скончалась в возрасте всего 59 лет. В ее честь каждый год в Беркширских горах проводится мемориальный лагерь Элис Рич, в который приезжают школьники со всей территории США.

Учиться Нортроп отправился в Колумбийский университет (1913), где его окружала плеяда выдающихся преподавателей и таких же талантливых студентов, как и он сам. Чего стоил преподаватель биологии Томас Хан Морган, будущий Нобелевский лауреат 1933 года, или приятель по студенческим делам Герман Меллер, будущий Нобелевский лауреат 1946 года. А ведь ими дело не ограничивалось. Среди созвездия будущих великих ученых, окружавших Нортропа, были великий иммунолог Майкл Гейдельбергер, молекулярный биолог Джордж Скэтчард (многие знают уравнение Скэтчарда) и другие.

Получив магистерскую степень, Нортроп успел повоевать. Точнее, послужить в химических войсках США в Первую мировую войну, параллельно придумав технологию производства ацетона. После войны он вернулся к любимой биохимии.

Тогда Нортроп изучал научное наследие Эдуарда Бухнера, который в 1902 году открыл удивительные вещества, которые назвал энзимами.

Напомним, что существует два термина, «фермент» и «энзим», и в литературе можно встретить оба. Все просто: слова «фермент» и «энзим» означают одно и то же — закваску. Fermentum — на латыни, ζύμη или ἔνζυμον — по-гречески. Это синонимы, поэтому не удивляйтесь, если встретите в какой-то книжке описание того, как энзимолог изучает ферменты. В английской и французской научной литературе чаще встретишь энзимы, в русской и немецкой — ферменты. Нортроп был американцем, а не немцем, потому изучал энзимы.

На момент прихода в энзимологию Нортропа, химическая природа энзимов была неизвестной. Более того, никому не удавалось выделить ферменты-энзимы в чистом виде. Тот же Рихард Вильштеттер, пытаясь разрешить спор, белковой ли природы ферменты, спасовал перед задачей и постановил: ферменты — это неведомая науке вещь, абсолютно новый класс соединений.

Нортроп решился поспорить с будущим нобелевским лауреатом и пошел на штурм пепсина — пищеварительного фермента. В 1920 году он потерпел неудачу, которая, однако, привела к фундаментальному результату: ученый сумел показать, что чем выше температура, тем короче жизнь. А значит, функционирование организма можно рассматривать как каскад химических реакций, тоже ускоряющихся с повышением температуры.

Следующий шаг сделал в 1926 году Джеймс Самнер, который впервые в истории сумел выделить фермент в кристаллах. Им стала уреаза — фермент, расщепляющий мочевину. Самнер снова предположил: ферменты — это белки.

И Нортроп, узнав о работах Самнера, вернулся к пепсину. В итоге 31 мая 1929 года в журнале Science вышла короткая, меньше половины страницы по объему, заметочка Нортропа, озаглавленная «Кристаллизация пепсина», в которой описывается как минимум семь успешных кристаллизаций этого фермента. Белка.

Дальше пошло легче: теория Самнера о белковой структуре ферментов была экспериментально подтверждена (до работ Нортропа Самнера считали чуть ли не фриком), были кристаллизованы и выделены трипсин, карбоксипепсидаза и другие ферменты. Красивой точкой в первом этапе нового метода в биохимии стала кристаллизация белка вируса табачной мозаики Мередитом Стэнли, коллегой Нортропа по Рокфеллеровскому институту, в 1935 году. В 1939 году Нортроп сумел закристаллизовать бактериофаг, а год спустя — дифтерийный антитоксин.

В 1939 году за монографию «Кристаллические энзимы: химия пепсина, трипсина и бактериофага» Нортроп удостоился своей первой значимой награды — Медали Элиота, которая вручается с 1915 года Национальной академией наук США в честь умершего в том году великого орнитолога Дэниела Элиота за «заслуживающую награду работу в области зоологии или палеонтологии, опубликованную в интервале от трех до пяти лет назад».

В 1946 году, сразу после войны, в которую Нортроп снова поработал на химические войска (правда, теперь он разрабатывал автоматические датчики химического оружия), все трое: Самнер, Нортроп и Стэнли — получили Нобелевскую премию. Нортропу было 55 лет.

Он прожил после премии еще четыре десятилетия, плотно занимаясь вирусом, дождался Нобелевской премии зятя, Фредерика Роббинса, похоронил жену, с которой прожил 58 лет, и, не став дожидаться своего 96-летия, покончил с собой у себя дома. Фантастическая жизнь и фантастическая карьера одного из пионеров современной биохимии.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.