Нобелевские лауреаты: Станфорд Мур

Хроматография — наше все

Американский биохимик Станфорд Мур

The Nobel Foundation/Wikimedia Commons/Indicator.Ru

Как хроматография и инженерный талант помогли установить структуру белка и получить Нобелевскую премию и как несостоявшийся авиастроитель стал биохимиком, рассказывает наш очередной выпуск рубрики «Как получить Нобелевку».

Станфорд Мур

Родился: 4 сентября 1913 года, Чикаго, Иллинойс, США.

Умер: 23 августа 1982 года, Нью-Йорк, США.

Нобелевская премия по химии 1972 года (разделил ½ премии с Уильямом Говардом Стайном, вторую половину премии получил Кристиан Бемер Анфинсен). Формулировка Нобелевского комитета: «За вклад в прояснение связи между химической структурой и каталитическим действием активного центра молекулы рибонуклеазы (for their contribution to the understanding of the connection between chemical structure and catalytic activity of the active centre of the ribonuclease molecule)».

Наш герой вырос в университетской среде. Его отец Джон Говард Мур был профессором юридического факультета Вандербилдского университета, мать окончила Стэнфорд. Правда, когда мальчик родился, родители были всего лишь студентами.

Вообще-то, когда Мур впервые пошел учиться в колледж при Вандербилдском университете, он мечтал стать авиамехаником или конструктором самолетов. Вообще, он всю жизнь испытывал страсть к машинам в широком смысле слова. Эта инженерная жилка осталась с ним навсегда. Но в университете оказался прекрасный химик Артур Уильям Ингесолл, который склонил студента «на темную сторону химии». В Вандербилдский университет Мур поступил в 1931 году и окончил его в 1935 — с отличием, после чего поработал в Висконсине под руководством профессора Карла Пола Линка, сотрудника знаменитого Фрица Прегля.

А в 1939 году, после того как Мур завершил докторскую диссертацию, он понял, что его призвание — биохимия. И поступил на работу в лабораторию Макса Бергманна, химика еврейского происхождения из Германии, автора синтеза полипептидов (метод Бергманна — Зерваса), который уехал из Германии понятно-в-каком-году. В этой лаборатории уже два года работал Уильям Стайн, который станет партнером Мура на многие десятилетия и в итоге получит с ним Нобелевскую премию.

В бергманновской лаборатории Мур занимался гравиметрическим определением аминокислотного состава белков, для этого он использовал высаждение в осадок аминокислот солями разных ароматических сульфаниловых кислот. Процедура была очень сложная и трудоемкая. Чтобы ее упростить и уточнить анализ, Мур уточнил растворимости всех продуктов реакций и сконструировал аппарат, который потом долгое время работал в этой лаборатории и «был свидетельством того, что даже в те времена белки можно было анализировать в количествах менее ста граммов на образец».

Макс Бергманн

Wikimedia Commons

Но началась война. Лабораторию Бергманна перепрофилировали в военных целях. Они занялись разработкой противоядия от иприта и его производных (потом эти работы — в другой лаборатории — приведут к открытию химиотерапии). Впрочем, самого Мура привлекли в другое управление для разработки взрывчатых веществ.

Когда Мур вернулся в лабораторию, Бергманна уже не было… Он умер в 1944 году. Герберт Гассер, лауреат Нобелевской премии того же года, привлек партнеров — Мура и Стайна — к работе в бывшем департаменте Бергманна, чтобы они продолжили свои исследования белков.

Мур и Стайн начали с метода колоночной хроматографии для разделения аминокислот с окрашиванием их нингидрином. При этом Мур создал удивительно надежный метод автоматического разделения фракций, меняя спектрофотометрические тубы по мере их наполнения. Говорят, созданный им коллектор фракций до сих пор хранится в музее в рабочем состоянии.

От колоночной хроматографии на крахмале Мур и Стайн перешли к ионообменной. Они создавали надежные ионообменные смолы и в итоге получили быстрый (относительно, конечно), воспроизводимый и достаточно простой анализ белка.

Вот что пишется в одной из биографий Мура: «Успешное развитие ионообменной методологии не только позволило значительно сократить затрачиваемое на анализ время, но и проводить достоверный анализ аминокислот, содержащихся в физиологических жидкостях (моче, плазме) и экстрактах тканей, не содержащих белок».

При этом важно понимать, что не только ученые получили мощный и надежный метод, но этот метод стал доступнее потому, что Мур и Стайн так и не оформили патенты на свои изобретение.

Теперь пришла пора взяться за поиск связи строения белка и его центра. Здесь, как и у Анфинсена, они принялись за бычью рибонуклеазу — и здесь снова образцы дала мясоупаковочная фирма. Впрочем, у Стайна с Муром было не соревнование, а, скорее, сотрудничество — ибо методы были разными.

К 1960 году группа Мура и Стайна установила полную последовательность чередования аминокислот рибонуклеазы. Это оказалась вторая в истории (после инсулина) установленная белковая последовательность и первая из последовательностей ферментов. Затем, модифицируя определенные аминокислоты, ученые смогли определить местоположение и состав компонентов активного центра рибонуклеазы, который катализирует расщепление РНК. Итог — Нобелевская премия. «Благодаря этим исследованиям, — сказал представитель Шведской королевской академии наук, — Муру и Стайну удалось создать подробную картину активного участка рибонуклеазы задолго до того, как была установлена трехмерная структура этого фермента». Действительно, удивляешься, какими примитивными методами ученые устанавливали структуру и функцию таких сложных молекул!

Увы… отдавший всего себя, все свои силы науке, никогда не бывший женатым и никогда не думавший о личном удобстве, богатстве и прочем, Мур прожил всего десять лет после Нобелевской премии. К сожалению, медицина знает всего два случая, когда остановился боковой амиотрофический склероз. Один из них –— это случай Стивена Хокинга. Но второй — это не случай Станфорда Мура. Он завещал пустить все свое состояние на поддержку молодых ученых, «как когда-то поддерживали его».

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.