Нобелевские лауреаты: Ханс фон Эйлер-Хельпин. Несостоявшийся живописец или состоявшийся химик

Почему из будущего нобелевского лауреата не получился художник, как женитьба увлекла ученого из одной области науки в другую и как он стал командиром эскадрильи бомбардировщиков, читайте в рубрике «Как получить Нобелевку».

Ханс Карл Август Симон фон Эйлер-Хельпин

Родился: 15 февраля 1873 года, Аугсбург, Германская империя

Умер: 6 ноября 1964 года, Стокгольм, Швеция

Нобелевская премия по химии 1929 года (1/2 премии, совместно с Артуром Гарденом). Формулировка Нобелевского комитета: «За исследование ферментации сахара и ферментов брожения (for their investigations on the fermentation of sugar and fermentative enzymes)».

Ханс фон Эйлер-Хельпин входит в очень небольшое число ученых, среди предков и потомков которых величайшие ученые своего времени. Посудите сами: сам Хан Эйлер-Хельпин – нобелевский лауреат по химии, его сын – нобелевский лауреат по физиологии и медицине, а его прапрапрадед – Леонард Эйлер. Просто Леонард Эйлер. Кстати, тесть нашего героя тоже был известным химиком, а жена – вообще первой шведкой-доктором наук. Хороша семейка? Но давайте обо всем по порядку.

Ханс Карл Август Симон фон Эйлер-Хельпин родился в полуавтономном Королевстве Баварии. Его отец, Ригас фон Эйлер-Хельпин, был капитаном Баварского королевского полка. Вскоре после рождения сына Ригаса перевели в Мюнхен, и мальчик отправился на воспитание к бабушке, в Вассербург.

Как сын военного, он получал начальное образование в разных городах. Мюнхен, Вюрцбург, Ульм… Нужно сказать, что если бы не привычка задумываться надо всем, что он видит и слышит, мы бы не знали нобелевского лауреата по фамилии Эйлер-Хельпин, а знали бы известного художника. Восемнадцати лет он поступил в Мюнхенскую академию живописи, где проучился у знаменитого тогда немецкого художника Франца Ленбаха два года. На занятиях по сочетанию и смешиванию цветов наш герой задумался о природе цвета и его восприятия, и начал читать литературу, ставить опыты. И сам процесс исследовательской работы настолько захватил его, что он решил стать ученым и поступил в Берлинский университет.

Здесь ему тоже повезло: и физике, и химии его учили нобелевские лауреаты (будущие, конечно): Макс Планк и Эмиль Фишер, соответственно.

В 1895 году несостоявшийся живописец-реалист – уже доктор наук. А будущие нобелевские лауреаты продолжают встречаться на его пути один за одним. С 1896 по 1897 год в Геттингене он работает с Вальтером Нернстом (химия, 1920), которого, как и самого Эйлера-Хельпина, привлек в науку первый лауреат по химии, Якоб-Хендрик Вант-Гофф. В 1897 году он уже работает у Сванте Аррениуса (химия, 1903), а в 1899-1900 году – у того же Вант-Гоффа (химия, 1901). Как видим, все это – ученые, которые работали в области физической химии. Однако на рубеже веков наш герой понимает: его призвание – органика, а точнее – биохимия.

Сложно сказать, что было тому виной: то ли посещение соседских лабораторий, где пахло еще необычней, то ли прекрасная и юная химик-органик Астрид Клеве, которая очень быстро стала его коллаборатором и супругой (да, это она станет первым шведским доктором наук, впоследствии расширив свою область интересов до ботаники и геологии).

Именно тогда наш герой начинает работать с еще одним будущим нобелевским лауреатом, Эдуардом Бухнером (химия, 1907). Именно исследования Бухнера оказали решающее влияние на работу Эйлера-Хельпина и именно развитие его работ принесло нашему герою «Нобеля».

Кстати, скажем, что, работая над важнейшими проблемами, Эйлер-Хельпин не забывал о гражданском долге. Когда началась Первая мировая, он отчитывал семестр за полгода и на полгода уходил добровольцем в немецкую армию (а ведь он был профессором не в Берлине, а в Стокгольме!). Закончив войну командиром эскадрильи бомбардировщиков, Эйлер-Хельпин вернулся к науке – к продолжению работ Бухнера.

Вкратце напомним, что сделал учитель Эйлера-Хельпина (но вы можете прочитать и всю заметку о нем в нашей рубрике). До его работ о процессе брожения, благодаря которому человечество знает алкоголь, не было известно почти ничего. На 1890-е годы у химиков было два мнения о брожении. Первая теория брожения — виталистическая, ее последователи во главе с Луи Пастером верили, что в живых клетках дрожжей есть некая «витальная (жизненная) субстанция», которая и вызывает этот процесс. То есть обычной «химией» заставить сахар превратиться в спирт и углекислый газ невозможно.

С одной стороны, на чаше весов последних был Фридрих Велер и синтезированная им еще в 1824 году из неорганических веществ органическая мочевина, с другой, никому еще не удалось ни выделить, ни синтезировать вещество, запускающее брожение. Найти это самое вещество и поставил себе целью Эдуард Бухнер. Чтобы не подвергать дрожжи нагреванию или действию растворителей (так пытались выделить вещество предшественники-сторонники механистической теории «брожение как химическая реакция»), он растер их в ступке вместе с песком. То, что получилось, положили в марлю и попросту отжали выступившую жидкость. Когда эту жидкость добавили в сахар, сразу же начал выделяться углекислый газ.

Бухнер предположил, что внутри клеток есть фермент или энзим, который и вызывает брожение. Химик назвал этот фермент зимазой.

Следующий шаг сделал английский химик Артур Гарден. Он предположил, что, что зимаза Бухнера состоит из двух компонентов, каждый из которых необходим для процесса ферментации. На первом этапе процесса, считал Гарден, молекула сахара соединяется с ионом фосфата PO₄^3–. До завершения процесса ферментации фосфат регенерируется до свободного состояния. Гарден выдвинул гипотезу, что ферментация может начаться только тогда, когда две молекулы фосфата прореагируют с двумя молекулами гексозы (элементарного сахара, сама сахароза состоит из двух гексоз, подробнее о них читайте в статье про научного руководителя Эйлера-Хельпина, Эмиля Фишера).

Эйлер-Хельпин пошел дальше и понял, что все несколько сложнее. Он показал, что фрагменты двух молекул гексозы, полученные при расщеплении молекул сахара, различны (сейчас мы знаем, что сахароза состоит из глюкозы и фруктозы). Один из фрагментов более богат энергией, чем другой. Более того, фосфат присоединен к фрагменту с меньшей энергией, и именно этот фрагмент, последовательно разрушаясь, превращается в зимодифосфат.

Таким образом, Гарден и Эйлер-Хельпин стали основателями науки об окислительно-восстановительных реакциях в клетке, той, что сейчас называется редокс-биологией и, кажется, начинает играть ключевую роль в борьбе со старением.

Впрочем, кроме этого наш герой сделал еще очень много. Он установил химическую природу небелкового компонента зимазы, который он назвал козимаза, он получил высококонцентрированный раствор козимазы (что было безумно трудоемко и требовало высочайшего искусства экспериментатора) и определил ее молекулярный вес. Эйлер-Хельпин нашел все составляющие компоненты козимазы (пурин, фосфат и гексозу — сейчас мы знаем, что это никотинамидадениндинуклеотид). Именно он установил причастность ее к клеточному дыханию.

Нобелевская премия была абсолютно заслуженной. Впереди было еще треть века жизни, в которых были и изучение витамина А совместно с Паулем Каррером (еще одним нобелиатом), и начало работ в области молекулярной онкологии… Прапраправнук великого математика прожил 91 год, всего шесть лет не дождавшись Нобелевской премии своего сына, Ульфа Эйлера, который стал лауреатом «за открытия, касающиеся гуморальных передатчиков в нервных окончаниях и механизмов их хранения, выделения и инактивации».

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