Валерий Чолаков - Нобелевские премии. Ученые и открытия

• Название: Нобелевские премии. Ученые и открытия
• Автор: Валерий Чолаков
• Издательство: Мир
• Жанр: Научпоп
• Год: 1987

Книга болгарского историка науки Валерия Чолакова рассказывает о выдающихся открытиях в естествознании (физике, химии, биологии, медицине), авторы которых были удостоены Нобелевской премии. Учрежденная в начале нынешнего века, эта премия откосится к числу самых почетных и авторитетных международных наград, и ее присуждение, безусловно, отмечает значительные вехи в истории мировой науки нашего столетия.

Адресована широкому кругу читателей, интересующихся историей науки и ее достижениями.

---

К 1910 г. Хопкинс собрал достаточно данных и в марте 1911 г. на одном из собраний членов Английского биохимического общества выступил со своей теорией о «дополнительных» питательных веществах. Эта тема сразу была подхвачена прессой. Лондонская газета «Дейли мейл» опубликовала сенсационные материалы, которые были перепечатаны многими газетами Европы и Америки. Создалась обстановка, в которой кто-то должен был сделать последний завершающий шаг.

Его сделал польский ученый Казимеж Функ, который в 1911 г. также работал в Лондоне. В декабре он опубликовал результат своих исследований экстрактов из семян риса. Выделив вещество в кристаллическом состоянии, он назвал его витамином. Позднее стало ясно, что не все соединения такого рода являются витаминами, но то, что они жизненно важны, не вызывало сомнений. Введя новое понятие — авитаминоз, К. Функ разработал теорию этого явления, которая, между прочим, весьма напоминала идеи Хопкинса, Между учеными завязался спор о приоритете.

Безусловно, Хопкинс является пионером в этой области, однако Функ как автор понятия «авитаминоз», активно работавший потом в области производства витаминов, приобрел гораздо большую известность.

Кандидатуры Эйкмана и Хопкинса не раз выдвигались на соискание Нобелевской премии — и наконец эксперты пришли к заключению, что их исследования уже устарели. Наука, однако, богата неожиданностями. В 1929 г. вопрос о витаминах вдруг предстал в новом свете. Выяснилось, что витамины связаны с ферментами, являясь для них кофакторами. Тогда-то Каролинский институт принял решение наградить двух пионеров в этой области — Эйкмана и Хопкинса, — заявив, что важность их исследований стала теперь очевидной.

Открытия Эйкмана и Хопкинса, за которые они получили Нобелевскую премию по медицине и физиологии, были связаны с витаминами B1 и А. Эти названия, правда, возникли позднее, когда началось химическое исследование витаминов. В этой области работали многие ученые, и некоторые из них были удостоены Нобелевской премии.

К числу, самых известных исследователей витаминов относится швейцарский химик-органик Пауль Каррер. В своих экспериментах он в основном использовал методы селективной абсорбции Вильштеттера, ультрацентрифугирования Сведберга и хроматографии Цвета.

Каррер занялся витаминами после того, как в 1929 г. шведский биохимик Ханс фон Эйлер-Хельпин показал, что пигмент каротин оказывает то же воздействие, что и витамин А. В 1930 г. швейцарский исследователь, уже зная структуру бетакаротина, мог сказать, как из него образуется витамин А.

Это имело большое значение, так как позволяло лучше исследовать физиологическое действие этого вещества и разработать методы его производства.

Другое открытие Пауля Каррер а связано также о пигментами. Занимаясь «желтыми ферментами», открытыми Отто Генрихом Варбургом и Вальтером Кристианом, он показал, что их цвет обусловлен особыми соединениями, которые получили название «флавины» («флавус». по-латыни значит «желтый»). В дальнейшем Каррер установил, что вещество рибофлавин идентично хорошо известному физиологам витамину В2. Проводя химический анализ, Каррер установил структуру этого витамина. Продолжая далее исследовать витамин C, он подтвердил выводы Сент-Дьёрдьи о его структуре. Каррер исследовал также витамины Е и К, многочисленные коферменты, алкалоиды, растительные пигменты и многие другие органические соединения. Результаты его исследований представлены более чем в тысяче публикаций. Столь плодотворная научная деятельность принесла ему широкую известность и авторитет в научных кругах. За успехи в исследовании каротиноидов, флавинов и витаминов А и В2 Карреру в 1937 г. была присуждена Нобелевская премия по химии. Он разделил ее с Хоуорсом. Каррер был удостоен многих званий и титулов рядом зарубежных академий и учебных заведений. Он стал почетным доктором Софийского университета.

В следующем, 1938 г. Нобелевский комитет по химии принял решение вновь присудить премию исследователю, занимающемуся каротиноидами и витаминами. Это был немецкий ученый Рихард Кун, профессор Гейдельбергского университета.

Начало его деятельности связано с изучением ферментов. Затем он занялся соединениями с сопряженными двойными, связями, так называемыми полиенами. Это привело Куна к изучению каротиноидов, которые также имеют подобную структуру. Состав этих соединений, содержащих в молекуле 40 атомов углерода и 56 атомов водорода, был установлен Рихардом Вильштеттером. В 1930 г. Каррер в Цюрихе и Зигмунд Отто Розенхейм в Лондоне выделили альфа- и бета-каротин. В 1933 г. Кун открыл гамма-каротин, вслед за чем осуществил обширное исследование каротиноидов и их распространения в растительном и животном мире. В ходе этих экспериментов он внес разного рода усовершенствования в метод хроматографии.

Вторую большую область его работы составляли витамины группы В. Из 5300 л обезжиренного молока Кун с сотрудниками выделили 1 г желтого вещества, которое было названо лактофлавином. Из него выделили лумифлавин, который оказался тем же самым соединением, что и кофактор «желтого фермента» из дрожжей. Выясняя структуру этого вещества, Кун попутно определил и строение лактофлавина, известного также под названием «рибофлавин». Это витамин В2.

В начале 1939 г., после того как Кун был уже удостоен Нобелевской премии по химии за исследование каротиноидов и флавинов, он вместе со своими сотрудниками выделил витамин В6 и в короткий срок определил его состав и структуру. Это соединение оказалось производным пиридина.

Кун стан лауреатом Нобелевской премии в 1938 г., через два года после того, как Гитлер запретил подданным Германского рейха любые контакты с Нобелевскими комитетами[17].

По приказу гестапо Кун вынужден был отказаться от награды. Лишь 11 лет спустя, в 1949 г., он получил ее одновременно с Адольфом Бутенандтом, лауреатом Нобелевской премии по химии за 1939 г., который также отказался от получения премии по аналогичным причинам.

В 1929 г. был открыт еще один витамин. Хенрик Дам из Копенгагенского университета ставил классические опыты с искусственными пищевыми смесями. У цыплят, которых умышленно лишали жиров, вдруг начинались тяжелые кровоизлияния. Анализ крови показал замедление ее коагуляции — процессы свертывания крови были очень затруднены.

В 1931 и 1933 гг. подобные явления наблюдали и американские исследователи. Тем временем Дам, добавляя в пищевые смеси различные вещества, установил, что добавка конопляного семени приводит к прекращению кровоизлияния и восстановлению свойств крови. Так как это было время большой популярности витаминов, естественно напрашивался вывод, что в данном случае наблюдается действие какого-то неизвестного представителя этой группы. Новый витамин был обозначен буквой К (от слова «коагуляция»).

Он был обнаружен в семенах капусты, томатов, сои, люцерны, а также в ткани печени животных. Последнее, наблюдение указывало на механизм действия этого витамина. Оказалось, что печень содержит фермент, участвующий в коагуляции крови. В отсутствие витамина К3 фермент не работает, и тем самым нарушается вся цепь реакций, ведущих к свертыванию крови.

Дам был биохимиком высокой квалификации. В 1925 г. он специализировался по микрохимическому анализу у, Франца Прегля в Австрии. Через 10 лет он в сотрудничестве с Паулем Каррером начал работать над выяснением структуры вновь открытого витамина К.

Однако первым эту задачу решил Эдуард Аделберт, Дойзи, профессор биохимии университета в Сент-Луисе (США, шт. Миссури). В 1939 г. Дойзи выделил из семени люцерны и из рыбной муки два вещества в кристаллическом виде: K1 и К2. Вскоре он определил их структуру: они оказались производными нафтохинона. За этим последовал их синтез, и были открыты аналогичные вещества, но проще по строению и более сильно действующие.

Искусственное получение витамина К явилось большим подарком для медицины. Его начали широко применять для остановки кровотечений, при хирургических операциях, для лечения заболеваний печени и т. д. Использование витамина К для лечения новорожденных, у которых такой авитаминоз часто встречается, позволило значительно снизить детскую смертность.

В 1944 г. Нобелевский фонд возобновил вручение премий, которое вследствие войны было прервано на три года (1940—1942). Поскольку правила фонда допускают задержку объявления премии на год, это дало возможность вручить в 1944 г. премии лауреатам 1943 г. В области медицины ими стали X. Дам и Э.А. Дойзи — за открытие витамина К и определение его химической структуры.

Витамины, как сравнительно низкомолекулярные соединения, можно было успешно исследовать методами органической химии. Однако при исследовании самого сложного из них (витамина В12) возникла необходимость в более современных средствах. После восьмилетних кропотливых исследований Дороти Кроуфут-Ходжкин из Оксфордского университета определила наконец его строение методом рентгеноструктурного анализа.