01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Химия и науки о материалах
6 декабря
Нобелевские лауреаты: Ханс Фишер. Премия за красную кровь

Трагическая история человека, синтезировавшего гем

Немецкий химик-органик и биохимик Ханс Фишер
Getty Images/Indicator.Ru

Как нобелевский лауреат Фишер воспитал нобелевского лауреата Фишера, почему настоящий ученый может легко показать свою неправоту и как любовь к науке оказалась сильнее болезни и сильнее любви к жизни, рассказывает наш сегодняшний выпуск рубрики «Как получить Нобелевку».

Ханс Фишер

Родился: 27 июля 1881 года, Хехст-на-Майне, Германия

Погиб: 31 марта 1945 года, Мюнхен, Германия

Нобелевская премия по химии 1930 года. Формулировка Нобелевского комитета: «За исследования по конструированию гемина и хлорофилла, особенно за синтез гемина (for his researches into the constitution of haemin and chlorophyll and especially for his synthesis of haemin)».

Наш герой родился в немецком городе Хехст (Hoechst), который расположен у впадения реки Нидда в Майн. В Германии давно уже нет такого города, и войны тут ни при чем: в 1928 году его поглотила опухоль разрастающегося мегаполиса Франкфурт-на-Майне.

Стать химиком Хансу было начертано на роду: он появился на свет в семье Анны Фишер, в девичестве Гердеген, и Эргена Фишера, который сам был химиком по образованию и по специальности. Впрочем, к моменту рождения сына он пошел «на повышение» и работал директором фабрики Kalle по производству химических красителей.

1749fee3fe9aa4413aedfa8096e876b64cf016ea
Герб Хехста
Wikimedia Commons

Образование Ханс получил соответствующее: сначала средняя школа в Висбадене, затем в Лозаннском университете и Университете Марбурга – два высших, по медицине и по химии. Свои степени он получал в Марбурге: в 1904 году Фишер стал доктором химии, в 1908 году – доктором медицины. Как писал его биограф Адольф Штерн, «никто тогда не мог представить, что это один из величайших химиков-органиков в истории».

Попрактиковавшись в области медицины во Второй медицинской клинике в Мюнхене, Фишер понял, что это «не его» и пошел в органику. Весь 1909 год он учился самостоятельным экспериментам в области органической химии, работая под руководством своего однофамильца Эмиля Фишера, второго в истории нобелевского лауреата по химии.

Это оказался бесценный опыт (и, кажется, единственный случай в истории науки, когда будущий нобелевский лауреат «Иванов» учится у нобелевского лауреата «Иванова», и речь не идет об отце и сыне, как это было, например, с Томсонами или Брэггами).

Однако бесценный опыт бесценным опытом, а сахара (любимые молекулы Фишера, который Эмиль) и пептиды были не очень по душе Фишеру, который Ханс. Видимо, его тянуло к более «хардкорной» органике.

Дело спас Фридрих фон Мюллер, увлекший коллегу химией пиррольных соединений. Пиррол – очень простой гетероцикл, четыре атома углерода, атом азота – вот и вся структура. Однако именно из этой структуры, как на тот момент уже знали ученые, строятся пигменты желчи и крови.

De16bc9f13445e8f69122d10e42063b71f11305e
Формула пиррола
Wikimedia Commons

Первое, чем занялся Фишер, перешедший в новооткрытую фон Мюллером университетскую клинику, которая развернула активные биохимические исследования, – это пигмент билирубин. Сейчас мы знаем, что этот один из основных пигментов желчи образуется в костном мозге, печени, селезенке и лимфе из распадающегося гема, центрального небелкового компонента гемоглобина, который окрашивает кровь в красный цвет. Именно Фишер первым (в 1911 году) сумел получить билирубин в кристаллах. Впрочем, в те годы установить структуру билирубина и гема не удалось никому.

E07fe78247f7e48e47bb5e5e463e251026930b0b
Формула билирубина
Wikimedia Commons

Тем временем, карьера Фишера развивалась своим чередом. В 1913 году он стал лектором по курсу физиологии в Мюнхенском университете, в 1915 году переехал в Австрию: он заменил еще одного нобелевского лауреата, Адольфа Виндауса, на позиции директора Института медицинской химии в Университете Иннсбрука.

Несколько последующих лет выбили Фишера из занятий практической химией. Первая мировая война ни для кого не была сахаром, даже если ты не воюешь, а войны всегда сопровождаются проблемами со здоровьем. Как аккуратно пишет биограф Фишера, «лишения, связанные с войной» привели химика к заболеванию туберкулезом. Болезнь закончилась обострением, обострение завершилось удаленной почкой. По-хорошему, только в 1921 году Фишер, став главой Института органической химии в Техническом университете Мюнхена (где снова заменил нобелевского лауреата, Генриха Виланда, тоже занимавшегося проблемами химии желчи), смог организовать масштабные исследования.

И вот тогда синтетический дар Фишера развернулся в полную силу. Первой проблемой, которую он решил, стала проблема структуры основы гема. В то время было понятно, что в основе гема лежит структура, которая содержит четыре пиррольных кольца. Однако как именно они соединяются было непонятно. Одни химики полагали, что эта структура представляет собой порфин (слева на рисунке внизу), Фишер же считал, что это «тетрапиррилэтилен» (справа). Спор мог решить только направленный синтез.

Bb976ab00ec2f69548281ea14267f63befe4f211
Потенциальные структуры основы гема
Stern, A J (1973), "Hans Fischer (1881–1945)", Ann. N. Y. Acad. Sci., 206, pp. 752–61

Фишер провел синтез и показал свою первоначальную неправоту. Несколько позже он таким же способом, «собирая» направленным синтезом различные структуры, разгадал настоящие структуры гема и билирубина и замахнулся на хлорофилл, в основе которого тоже лежит порфин.

Нобелевская премия была абсолютно заслуженной, более того, представляя лауреата, Ханс Седербаум из Шведской королевской академии сказал: «Работы Фишера стали научным достижением, которое вряд ли могло бы быть получено предыдущими поколениями. […] Исследования Фишера показали, что природа, несмотря на ее непомерное многообразие, довольно экономно использует стандартный строительный материал для конструирования таких сильно различающихся как по внешнему виду, так и по распространению двух веществ, [таких как хлорофилл и красный пигмент крови]».

8cf6894427636499dbb5fe06240673a755343b89
Структура гема
Wikimedia Commons

Увы, гениальному химику не суждено было пережить Вторую мировую войну, хотя он сам не пострадал ни от гитлеровских властей, ни от войск победителей. Всю жизнь его интересовала только наука, и он хотел заниматься только ей. Однако в самом конце войны авиация союзников, бомбившая Мюнхен, разбомбила его лабораторию. Фишер не видел больше смысла в своей жизни, не имея возможности продолжать исследования, и добровольно ушел из нее незадолго до окончания войны.

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

Комментарии

Все комментарии
САМОЕ ЧИТАЕМОЕ
Обсуждаемое