Нобелевские лауреаты: Ханс Кребс. Человек и цикл

Об очередном эмигранте из Германии, нобелиатах-однофамильцах, источнике энергии в нашем организме и о том, как Nature лишилась «нобелевской» статьи, читайте в рубрике «Как получить Нобелевку».

Ханс Адольф Кребс

Родился 25 августа 1900 года, Хидельсхайм, Германская империя

Умер 22 ноября 1981 года, Оксфорд, Англия

Нобелевская премия по физиологии или медицине 1953 года (1/2 премии, вторую половину получил Фриц Альберт Липман за открытие кофермента А). Формулировка Нобелевского комитета: «За открытие цикла лимонной кислоты (for his discovery of the citric acid cycle)».

Нобелевским премиям пошел уже второй век. И неудивительно, что даже среди лауреатов естественнонаучных премий встречаются люди с одинаковыми фамилиями. Иногда это муж и жена, мать и дочь, отец и сын (вспомним семейства Бор, Кюри, Корнбергов, Брэггов и Кори). Но иногда случается так, что лауреаты, которых недостаточно назвать по фамилиям и даже по номинации просто носят одну фамилию. Так, например, было с двумя Фишерами, Эмилем – лауреатом Нобелевской премии по химии 1902, Хансом – лауреатом в той же номинации 1930 года. Но это только те Фишеры, о которых мы писали. А ведь есть еще Эдмонд Фишер, лауреат 1992 года по физиологии или медицине – и еще один Эмиль Фишер, который получил главную химическую премию в 1973 году.

Наш сегодняшний герой – первый из двух лауреатов премии по физиологии или медицине, о котором нельзя просто сказать: Кребс, «лауреат Нобелевской премии по физиологии медицине». Для всех, кто учил биологию в школах и вузах, он всегда останется Тем-Самым-Кребсом – поскольку цикл его имени учат все. Итак, знакомьтесь: Ханс Кребс.

Наш герой родился в небольшом городке Хидельсхайм близ Ганновера, на севере Германии. Его отец, Георг, был неплохим отоларингологом и владел соответствующей практикой. Мать, Альма, в девичестве носила фамилию Давидсон, и, как это часто говорят, в графе «национальность» у обоих родителей стояло «таки да». Это обстоятельство сыграло свою роль в жизни всех детей Кребсов (у Ханса была сестра Лиз, старше его на пять лет, и брат Вольфганг, младше на два года). Во-первых, как во многих еврейских семьях, детей воспитывали в спартанских условиях. Как отмечает в его некрологе-биографии биохимик Ганс Корнгберг (не путать с нобелевскими лауреатами Артуром и Роджером Корнбергами), повторивший судьбу Кребса и бежавший как еврей из нацистской Германии, всю жизнь нобелевский лауреат 1953 года отличался весьма простой одеждой и полным презрением к роскоши и излишествам.

Когда наш герой стал юношей, он решил пойти по стопам отца и стать врачом. В декабре 1918 года он поступил в Университет Гронингена, затем поучился во Фрайбурге, а в 1923 году опубликовал первую научную статью, посвященную методам окрашивания клеток. В том же году Кребс получил степень доктора медицины, которая давала ему право практиковать. Для этого он устроился на работу в Третью медицинскую клинику при Университете Берлина. Однако именно тогда, когда желаемая цель была достигнута, Кребс понял, что пациенты и ночные дежурства – это несколько не то, чем он хотел бы заниматься до конца жизни. Его больше интересовало то, как работает организм этих пациентов, какие химические реакции поддерживают жизнь в человеческих телах. Так молодой врач переквалифицировался в начинающего биохимика.

И тут ему очень повезло (сколько раз я пишу эти строки в биографиях нобелевских лауреатов, но иначе не скажешь). В 1926 году Кребса взял в ассистенты выдающийся биохимик Отто Генрих Варбург, один из первооткрывателей митохондрий, автор теории клеточного дыхания и исследователь рака.

И неважно, что на тот момент у Варбурга еще не было Нобелевской премии (он получит ее только в 1931 году), неважно, что платил он своему ассистенту очень скромно: 4800 марок в год. Зато он занимался именно тем, чем хотел Кребс – физиологией и биохимией. Именно в сотрудничестве с Кребсом Варбург открыл фермент цитохромоксидазу, за который и получил свою премию. И именно эта работа позволила Кребсу затем открыть и исследовать циклические процессы, протекающие в митохондриях, которые позже получили его имя.

За четыре года сотрудничества Кребс получил огромный опыт, стал автором 14 статей – и пришла пора двигаться дальше – уже самостоятельно. В 1930 году Варбург нашел для своего ученика приличную позицию в госпитале в Алтоне (ныне – часть Гамбурга), а затем Ханс Кребс переместился в университетскую клинику во Фрайбурге. Здесь он должен был наблюдать 40 пациентов, однако взамен получил полную свободу в исследованиях и студента Курта Гензелейта в качестве помощника. За те два года, что оставались у Кребса для нормальной научной жизни в Германии, они с Гензелейтом успели открыть цикл мочевины (он же орнитиновый цикл, он же – цикл Кребса-Гензелейта). Это цикл метаболизма азотсодержащих соединений, в котором они превращаются в мочевину и выводятся из организма.

Кроме этого, Кребс с помощником разработали буферный раствор для исследования кровотока, который используется и поныне.

Однако в 1933 году случилось то, что изменило жизнь очень многих ученых в Германии. К власти пришли нацисты, и поначалу быстро запретили всем лицам еврейского происхождения занимать должности во власти, в науке и в образовании. Официальное уведомление об этом Кребс получил в апреле, а с 1 июля 1933 года он оказался без работы. По счастью, уже в 33 года у молодого биохимика были почитатели его научного таланта. И не просто почитатели, а нобелевские лауреаты. Сэр Фредерик Гоуленд Хопкинс, лауреат премии по физиологии и медицине 1929 года, приложил все силы и для того, чтобы помочь молодому исследователю спасти возможность заниматься наукой (и, как мы понимаем, впоследствии – жизнь), и для того, чтобы его родной Кембридж получил такого перспективного специалиста. Хопкинс подключил фонд Рокфеллеров и уже в том же июле Кребс получил место в лаборатории на Туманном Альбионе. В Кембридже эмигрант из Германии провел два года и потом его сманил Университет Шеффилда, где Кребс проработал 19 лет и где открыл один из главных биохимических циклов.

Цикл Кребса, он же – цикл трикарбоновых кислот, он же - цитратный цикл, он же – цикл лимонной кислоты – это центральная часть процесса распада веществ в организме с выделением энергии. Если совсем не вдаваться в биохимию, то в цикле Кребса остатки уксусного альдегида (CH3CO-) окисляются до углекислого газа, а выделившаяся энергия затем запасается в АТФ (аденозинтрифосфате). На момент открытия цикл Кребса наблюдался у всех живых существ на планете (не считая вирусов, конечно).

С публикацией одного из важнейших открытий в биохимии XX века вышел интересный казус. Как и полагается топовому исследователю с топовым результатом, 10 июня 1937 годв Кребс отослал свою коротенькую статью в Nature. И… через четыре дня получил отказ с феерической формулировкой: «мест нет». В смысле, редактор (интересно, рвал ли он на себе потом волосы?) написал нечто в стиле «у нас уже этих Letters (коротких сообщений – прим. Indicator.Ru) уже завались, недель на семь-восемь хватит, и вообще есть много других журналов». Кребс сказал «как хотите», быстренько (за две недели) дополнил статью до «большой» с названием «Роль лимонной кислоты в промежуточном метаболизме в тканях животных (The Role of Citric Acid in Intermediate Metabolism in Animal Tissues)». И отослал в голландский журнал Enzymologia, раз «родной» британский Nature послал куда подальше. Через два месяца в этом журнале и появилась статья Кребса, которая принесла ему Нобелевскую премию – через полтора десятка лет.

Представляя на церемонии новоиспеченного лауреата, исследователь из Каролинского института Эрик Хаммарстен сказал: «Цикл Кребса объясняет два одновременно происходящих процесса: реакции распада, при которых высвобождается энергия, и синтетические процессы, при которых эта энергия расходуется».

Через несколько дней Кребс читал свою Нобелевскую лекцию. В ней, помимо обстоятельного изложения всех своих результатов в отношении цикла лимонной кислоты, ученый высказал очень важную вещь: если этот катаболический цикл представлен у всех живых существ (на тот момент еще не было открыто множество анаэробных бактерий и архей), то тогда жизнь возникла на планете единожды – в том виде, что мы знаем. Впрочем, даже открытие анаэробов скорее подтвердило правоту Кребса – ведь они используют почти тот же цикл трикарбоновых кислот, но реакции в нем идут в обратном направлении – цикл получается не окислительным, а восстановительным. Его так и называют: восстановительный цикл трикарбоновых кислот, или обратный цикл Кребса (также его называют циклом Аарона).

После своей Нобелевской премии Кребс получил и новое место работы – профессорскую позицию в Оксфорде, где продолжил работы по метаболизму – и провел пионерские исследования по сохранению печени для пересадки. Так великий биохимик сумел поработать в обоих великих университетах старой доброй Англии. Он стал настоящим англичанином, прожил 81 год и, как говорят, постоянно критиковал как правительство, так и своих коллег за «дорогие и непродуктивные» исследования.

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.