 |
Стэнфорд Мур,
Уильям Хоуард Стейн
|
 |
Работы Мура и Стейна привели к
созданию современных методов белковой химии.
Первым крупным белком, структура которого была
расшифрована благодаря работам этих ученых, была
рибонуклеаза. Этот фермент расщепляет
рибонуклеиновую кислоту, играющую центральную
роль в транскрипции генетической информации,
закодированной в дезоксирибонуклеиновой
кислоте.
Стэнфорд Мур родился 4 сентября 1913 г. в
Чикаго (США). Детство его прошло в Нешвилле (штат
Тенесси), где его отец Джон Говард Мур преподавал
в университете Вандербильта. Стэнфорд рано
почувствовал вкус к науке .Этому способствовала
атмосфера, царившая в доме. Его школьный учитель
Бошамп пробудил в маленьком Стэнфорде интерес к
химии. После окончания школы Мур поступил в
университет Вандербильдта, еще не решив
окончательно, какую профессию ему выбрать. В
равной степени нравилась и химия, и авиастроение.
Интерес к технике и инженерные знания,
полученные в университете, помогли ему при
конструировании приборов в последующей научной
работе и способствовали созданию
аминокислотного анализатора, без которого не
обходится теперь ни одна белковая лаборатория в
мире.
Профессор органической химии
университета А. Ингерсол посоветовал Муру
заняться изучением архитектуры молекул. Мур с
отличием окончил университет в 1935 г. по
специальности химия, а затем по рекомендации
факультета поступил в аспирантуру
Висконсинского университета, где в 1938 г. получил
степень доктора философии по органической химии.
Диссертационную работу Мур выполнял в
лаборатории профессора К.П.Линка. Первыми
уроками, которые получил молодой аспирант у
опытного преподавателя, были микрометоды
определения С, H и N по Прэглю. Диссертация была
посвящена разработке метода определения
углеводов в виде их производных. Работа под
опытным руководством Линка сделала из
Мура-студента Мура-ученого. Линк был старым
другом М. Бергмана, приехавшего из Германии,
чтобы возглавить лабораторию в Рокфеллеровском
институте медицинских исследований в Нью-Йорке.
Благодаря этой дружбе Мур в 1939 г. попал в
лабораторию Бергмана, которая в те времена была
известным международным центром исследований
химии белков и ферментов. В этой лаборатории
встретились и начали работать вместе Мур и Стейн.
Уильям Хоуард Стейн родился 25 июня 1911
г. в Нью-Йорке. Он был вторым ребенком из троих
детей Фреда М. и Беатрис (Борг) Стейнов. Отец был
бизнесменом, занимался делами, связанными со
здравоохранением, отдавая все свое время
клиникам, больницам и другим медицинским
учреждениям. Мать интересовалась общественной
деятельностью, занималась вопросами улучшения
положения детей. Родители старались привить
Уильяму любовь к медицине и фундаментальным
наукам. Свое первоначальное образование Стейн
получил в школе Линкольна при Колумбийском
университете в Нью-Йорке. Эта школа считалась по
тем временам прогрессивным учебным заведением,
она пробудила в Уильяме интерес к искусству,
музыке, литературе и химии. После окончания школы
в возрасте 16 лет Стейн поступил в одну из лучших
школ Новой Англии, дававшей строгое классическое
образование, - Филлипс Икзестер академию, затем в
Гарвардский университет, который окончил в 1933 г.
Решив специализироваться в области химии, Стейн
продолжал образование в аспирантуре
Гарвардского университета. Однако первый год
аспирантуры был неудачным, так что Стейн даже
думал оставить карьеру ученого, но потом решил
попытать счастья в биохимии. На следующий год он
поступил на отделение биохимии профессора К.
Кларка в колледже врачей и хирургов
Колумбийского университета в Нью-Йорке.
Диссертация Стейна была посвящена
установлению аминокислотного состава белка
эластина. Получив докторскую степень в 1937 г.,
Стейн поступил в лабораторию М. Бергмана. Во
время учебы в аспирантуре он женился на Фебе
Хокстейдер, которая оказывала и оказывает ему
огромную поддержку во всех делах и начинаниях. У
Стейнов сейчас трое взрослых сыновей.
Задачей Мура и Стейна в лаборатории
Бергмана была разработка точных аналитических
методов для определения аминокислотного состава
белков. Из-за начала второй мировой войны эти
исследования были приостановлены. Мур оставил
лабораторию для службы младшим офицером сначала
в Вашингтоне, затем на Гавайях. Вся его группа
была призвана для работы в отделе научных
исследований и открытий. В 1944 г. серьезный удар
постиг лабораторию - умер Бергман, лаборатория
осталась без шефа, исследования белков
прекратились. Группа снова начала работать,
когда в конце войны директор Рокфеллеровского
института доктор Г. Гессер пригласил Мура и
Стейна вернуться в институт и продолжить
исследования, которые они начинали с Бергманом.
Гессер предоставил полную свободу в выборе
тематики работы. Мур и Стейн возобновили свое
сотрудничество и, следуя предложению Синга,
начали разделять аминокислоты на колонках с
картофельным крахмалом. Почти срззу же им
сопутствовала удача. Так началась работа по
созданию аминокислотного анализатора и,
следовательно, работа по структурному анализу
белков. Мур и Стейн занялись установлением
структуры рибонуклеазы, содержащей 1876 атомов С, H,
N, О и S.
Первой стадией исследования всех
белков и рибонуклеазы, в частности, является
выделение и очистка. Получение белков в
высокоочищенном и индивидуальном виде стало
возможным, главным образом, благодаря
ионообменной хроматографии на колонках . Большой
вклад в развитие этого метода внесли Мур и Стейн.
Следующей стадией в структурных исследованиях
рибонуклеазы было определение ее эмпирической
формулы, т. е. установление количественного
аминокислотного состава. Соединение
хроматографических методов анализа с
фотометрическим нингидринным методом Мура и
Стейна и их же автоматическим коллектором
фракций привело к созданию методики, позволяющей
анализировать белковый гидролизат в течение
двух недель. В 50-е годы это время сократилось до 1
недели, чему способствовало применение
синтетических ионообменников -
сульфокатионитов, а в 1968 г. процесс был
автоматизирован и ускорен. Короткие колонки и
быстрые скорости позволили уменьшить время
анализа до нескольких часов, а в настоящее время
имеются системы, осуществляющие в течение 1 часа
полный анализ с автоматическим расчетом
количеств аминокислот в образцах, содержащих до
нескольких наномолей аминокислот. Было
установлено, что рибонуклеаза состоит из 124
аминокислотных остатков, а молекулярный вес ее
равен 13 683.
Работы Мура и Стейна по первичной
структуре рибонуклеазы помогли в дальнейшем
установлению третичной структуры этого
фермента, изучению механизма его действия, а
также явились необходимой предпосылкой
осуществленного в группе Меррифилда полного
химического синтеза рибонуклеазы.
В последние годы работы Мура к Стейна
были посвящены идентификации функциональных
групп активных центров ферментов. Они открыли
важный принцип, заключающийся в том, что
функциональные группы аминокислот, формирующих
активный центр фермента, обладают аномально
высокой реакционной способностью по сравнению с
теми же аминокислотами в свободном виде.
Помимо работы в лаборатории, Мур и
Стейн находили время для удовлетворения своих
других интересов, связанных с наукой. Мур побывал
в Европе, где ему довелось немного поработать в
Брюссельском университете и способствовать
организации там лаборатории аминокислотного
анализа. Работал в Англии в Кэмбриджском
университете в лаборатории Ф. Сэнгера во время
его пионерских исследований инсулина. Стейн
является членом издательского совета "Journal of
Biological Chemistry" и в течение 6 лет был председателем
этого совета.
Оба исследователя являются членами
Американского химического общества,
Американского общества биохимиков,
Биохимического общества Великобритании,
Американской национальной академии наук,
Американской Академии искусств и наук,
Гарве-евского общества и ряда других
американских и иностранных научных обществ. Оба
имеют награду Американского химического
общества за развитие хроматографии и
электрофореза (1964), медаль Ричардса
Американского химического общества (1972) и медаль
Линдрштрём - Ланга (Копенгаген, 1972).
Работами Мура и Стейна по установлению
химической структуры рибонуклеазы и
дезоксирибонуклеазы были заложены основы для
широкого фронта исследований первичной
структуры многих белков. Разработка методов
исследования и аппаратурное оформление этих
методов послужили основой для развития таких
работ во всем мире.
ЛИТЕРАТУРА
1.Les Prix Nobel en 1972. Stockholm, 1973.
Л. В. КОЗЛОВ
|
