ChemNet
 
Стэнфорд Мур

Стэнфорд Мур,
Уильям Хоуард Стейн

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




Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается  копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору