|
Джон Коудери Кендрью,
Макс Фердинанд
Перутц |
|
Джон Коудери Кендрью родился
24 марта 1917 г. в Оксфорде (Англия). Его отец, Уилфрид
Джордж Кендрью, читал лекции по климатологии в
Оксфордском университете; мать, Эвелин Мей
Грехем (Зандберг) Кендрью, была искусствоведом,
многие годы прожила во Флоренции, где
опубликовала ряд работ по итальянским
примитивистам.
Джон получил образование в Драгонскул
в Оксфорде (1923- 1930) и Клифтон-колледже в Бристоле
(1930-1936), где он окончательно выбрал направление
своей научной карьеры. Несмотря на свое
оксфордское происхождение, он предпочел
продолжить образование в Кэмбридже, университет
которого превосходит все другие английские
университеты по своей научной программе. В
Тринити-колледже в Кэмбридже, где он был
стипендиатом, Кендрью изучал курс естественных
наук для сдачи знаменитого
"трипоса"-экзамена, состоящего из двух
частей, из которых вторая сдается только
студентами, получившими отличие за первую.
Кендрью получил степень бакалавра искусств в 1939
г. с отличием за обе части, а степень магистра
искусств в 1943 г.
Во время второй мировой войны Кендрью
поступил в армию младшим офицером-консультантом
по научным вопросам. Планируя операции
английских ВВС на Средиземном море и на Дальнем
Востоке, он с группой других ученых заложил
основы операционного анализа, что ныне
рассматривается как один из наиболее важных
итогов научных исследований времен второй
мировой войны. Эта работа привела его в 1944 г. на
пост научного консультанта главнокомандующего
воздушной авиацией в Юго-Западной Азии. В 1945 г.
Кендрью вернулся к мирной жизни с почетным
званием командира авиаполка королевских ВВС.
Вернувшись в Кэмбридж, он в 1946 г. начал
работать с доктором М. Ф. Перутцем в Кавендишской
лаборатории, где работает и до сих пор. В 1947 г.
Кендрью был избран членом Питерхауз-колледжа в
Кэмбридже, в 1949 г. получил степень доктора
философии по физике, а в 1962 г. стал доктором
естественных наук.
В 1937 г. Перутц пытался выяснить
строение белка гемоглобина методом
рентгеноструктурного анализа. Кендрью выбрал
более простой объект-белок миоглобин, который
был найден в больших количествах в мышцах китов и
тюленей (этим объясняется их способность
погружаться в воду на продолжительное время).
Молекула миоглобина состоит из 153 аминокислотных
остатков, которые содержат около 2600 атомов (H, N, С,
О, S). Цепочка аминокислот расположена в
пространстве строго определенным образом и
закручена в клубок достаточно постоянной формы.
Задачей Кендрью было определить положение
каждого атома в молекуле миоглобина и установить
форму клубка. Но метод рентгеноструктурного
анализа был неподходящим для таких больших
молекул.
Перелом наступил в 1953 г., когда Перутц
создал метод изоморфного замещения, сущность
которого сводилась к введению атомов тяжелых
металлов в молекулы кристаллических белков без
деформации самих молекул (кристаллы таких
молекул были изоморфны кристаллам исходных
белков, но отличались дифракционной картиной),
икогдадля расчетов стали использоваться ЭВМ,
опыт работы с которыми был накоплен Кендрью.
Различие в строении миоглобина и гемоглобина не
позволяло ему прямо использовать метод Перутца,
который вводил в гемоглобин ртуть. Кендрью нашел,
что атомы ртути не присоединяются к молекуле
миоглобина, но другие атомы тяжелых металлов,
например золота, дают необходимые соединения.
Кендрью получил 400 рентгеновских снимков
обычного и столько же-изоморфного миоглобина.
Затем с помощью ЭВМ подобрал плотность молекул
при 4000 различных значений, нанося результаты на
прозрачные карты. Стопки таких карт показали
зону наивысшей плотности, которая представляла
собой основную цепочку молекулы. В 1957 г. по этим
картам Кендрью смог создать первую модель
молекулы, давшую представление о форме цепи, но
не о размещении составляющих ее атомов.
Продолжая работу, он сделал 10 000 рентгеновских
снимков кристаллов нормального и изоморфного
миоглобина. Но даже на быстродействующей ЭВМ
шесть человек занимались обсчетом результатов в
течение многих месяцев.
Модель миоглобина, дающая
представление о положении почти каждого атома,
была построена в 1959 г., результаты опубликованы в
"Nature" 13 февраля 1960 г. Через два года Кендрью и
Перутц были удостоены Нобелевской премии по
химии.
С 1962 г. Кендрью - заместитель
руководителя медицинского исследовательского
совета лаборатории молекулярной биологии в
Кэмбриджском университете и руководитель отдела
структурных исследований. С 1954 г. он - лектор
Дэви-Фарадеевской лаборатории, с 1960 г.-научный
консультант министерства обороны; читает лекции
в Королевском институте. Будучи постоянным
сотрудником многих научных журналов, он является
основателем и главным редактором "Journal of Molecular
Biology" Кендрью-член Королевского общества,
почетный член Американского общества
биохимиков, почетный секретарь Британского
биофизического общества и член совета
Биофизического общества (США). В 1963 г. он был
награжден Командорским крестом ордена
Британской империя"
Кендрью холост. Его увлечения - лыжи,
музыка. У него большая коллекция пластинок, в
основном классических; он занимается историей
искусства, особенно итальянского (влияние
матери), любит путешествовать по Италии, был
несколько раз в США. "Нью-Йорк Тайме" (2
ноября 1962 г.) описывает его как ученого "...с
мягкими манерами, далекого от стандартных
стереотипов, спокойного и тактичного, с
небольшой сединой в волосах, но все еще полного
юношеской энергии".
Выяснение Перутцем строения молекулы
гемоглобина-одного из сложных и интересных
своими физиологическими функциями белков-символ
углубляющейся интеграции наук; это одно из
важнейших открытий в биологии середины XX в. было
сделано химиком, использовавшим методы физики.
Макс Фердинанд Перутц (Перуц)
родился в Вене (Австрия) 19 мая 1914 г. Его
родители, Хуго и Адель Перутцы, происходили из
обеспеченных семей текстильных фабрикантов.
Перутц был отправлен в среднюю классическую
школу- Терезианум, созданную на базе офицерской
академии времен императрицы Марии Терезии.
Родители решили, что он должен изучать право,
чтобы продолжить фамильное дело. Но школьный
учитель заметил его интерес к химии и помог
уговорить родителей дать ему возможность
заниматься любимым предметом. В 1932 г. Перутц
поступил в Венский университет, где, как он
пошутил в Нобелевской речи, он "потерял пять
семестров на слушание курса неорганической
химии". Его интересовала органическая химия и
особенно, курс органической биохимии Ф. Вессели,
в группе которого Перутц познакомился с
рентгеноструктурным анализом, ведущимся в
Кэмбриджском университете, и именно там решил
работать над докторской диссертацией по
философии. В 1936 г. он покинул Австрию и отправился
в Англию, чтобы работать в Кавендишской
лаборатории Кэмбриджского университета под
руководством Дж. Бернала. Рентгеноструктурный
анализ-область, которую избрал Перутц полем
своей деятельности, был разработан в 1912 г. М. Лауэ
и Л. Брэггом.
Внимание Перутца к
гемоглобину-веществу, переносящему в кровь
кислород, привлек Ф. Гауровиц в 1937 г. в Праге.
Гемоглобин был выбран отчасти из-за способности
давать хорошие кристаллы, а отчасти из-за
размеров молекул, меньших по сравнению с другими
белками. Попытка Перутца определить его строение
заняла почти 25 лет.
Перутц научился у Бернала и И.
Франкухена расшифровывать и истолковывать
рентгеновские снимки. В начале 1938 г. Бернал,
Франкухен и Перутц опубликовали совместную
статью по данным рентгеноструктурного анализа
кристаллов гемоглобина и химотрипсина. Они
пришли к выводу, что кристаллы химотрипсина
трудны для исследования, поэтому Перутц
сконцентрировал свое внимание на гемоглобине.
После оккупации Австрии и Чехословакии семья
Перутца оказалась без средств, родители
эмигрировали, а его собственные сбережения
истощились. Перутца спасло то, что он получил
место ассистента у Л. Брэгга. Его должность
оплачивалась через рокфеллеровский фонд. В 1940 г.
он получил степень доктора философии
Кэмбриджского университета .
Во время второй мировой войны Перутц
исследовал кристаллическую текстуру и механизм
таяния глетчеров. Военное командование
заинтересовалось возможностью использования
ледяных полей для аэродромов. Хотя проекты
ледяных аэродромов никогда не были использованы,
Перутц этим исследованиям отдавал часть своего
времени. 28 марта 1942 г. он женился на Гизеле Пейзер,
медицинском фотографе.
После войны для продолжения работы по
гемоглобину Перутц получил средства от концерна
"Imperial Chemical Industries" Работа продолжалась с 1945 г-
в течение двух лет, когда последовало признание
ее важности Медицинским исследовательским
советом-правительственным учреждением,
ответственным за размещение общественных
фондов, поощряющих медицинские исследования. В
октябре 1947 г- совет организовал подразделение
молекулярной биологии в Кэмбриджском
университете и Перутц стал его первым
директором; в него вошел и Кендрью, который
присоединился к группе Перутца в 1946 г. Они были
первыми штатными сотрудниками подразделения.
Условия для работы не были идеальными. Они
работали в заброшенном бараке площадью 12X6 м2.
Вскоре к ним присоединились и другие
исследователи, и в бараке стали работать 4
будущих лауреата Нобелевской премии - Перутц,
Кендрью, Крик и Сэнгер.
В 1947 г., после 10 лет работы над
строением молекулы гемоглобина, Перутц добился
немногого. Методы рентгеноструктурной дифракции
и проб и ошибок оказались грубыми для
гемоглобина, молекула которого имеет
молекулярный вес около 10 млн. и является
чрезвычайно сложным соединением, состоящим из
свернутых цепочек в тысячу атомов. Перутц нашел
подход к решению проблемы в 1953 г., применив метод
изоморфного замещения. Об этом методе Кендрью
писал: "Перутц обнаружил, что рентгеновские
снимки кристаллов гемоглобина, соединенного с
атомами ртути, значительно отличались от снимков
кристаллов нормального гемоглобина... Путем
сравнения двух групп снимков можно установить
происхождение всех пятен, и это, исключая метод
проб и ошибок. Таким образом, наблюдение Перутца
позволило объяснить сложные рентгеновские
снимки белка и создать модель его строения" Но
даже использовав новый метод и ЭВМ Кэмбриджского
университета, Перутц потратил 6 лет на построение
модели молекулы гемоглобина, состоящей из
полипептидных цепочек в трех плоскостях,
скрученных вместе подобно "составной
картинке-загадке". Перутц опубликовал свои
результаты одновременно с Кендрью в "Nature” 13
февраля 1960 г. В марте 1962 г. подразделение Перутца
было переименовано в лабораторию молекулярной
биологии Медицинского исследовательского
совета и превратилось с современную медицинскую
аспирантуру при Кэмбриджском университете.
Перутц был избран членом Лондонского
Королевского общества в 1954 г., а в 1963 г. награжден
Командорским крестом ордена Британской империи.
В настоящее время Перутц руководит лабораторией
молекулярной биологии, читает лекции в
Дэви-Фарадеевской лаборатории Королевского
института - Перутц отличный лыжник и альпинист.
Журналисты считают его человеком остроумным и
застенчивым, которого трудно вызвать на
откровенность. Сотрудники отзываются о нем, как о
человеке с крайне твердой волей.
ЛИТЕРАТУРА
1. In: Les Prix Nobel en 1962. Stockholm, 1963, p. 67.
2. Gurr. Biography, 24, 38, 39 (1963).
Я. H. СЕНЮШКИНА
|
