Фредерик Сэнгер

Фредерик Сэнгер родился 13 августа 1918 г. вРедкомбе (графство Глостершир, Англия). Он был вторым сыном доктора медицины Фредерика Сэнгера и его супруги Цицели.

Фредерик учился в Бринстонской средней школе, затем в Джонс-колледже (Кэмбридж), по окончании которого в 1939 г. получил степень бакалавра естественных наук. С 1940 г. он проводил исследования по метаболизму аминокислоты лизина на биохимическом факультете Кэмбриджского университета под руководством доктора А. Ньюбергера, и в 1943 г. защитил докторскую диссертацию. С 1944 г. Фредерик работал в лаборатории медицинских исследований фирмы "Бейт" под руководством профессора А. К- Шибнелла, а с 1951 г. стал членом медицинского исследовательского совета в Кэмбридже, где руководит отделением химии белка лаборатории молекулярной биологии и кафедрой биохимии в Королевском колледже (с 1954 г.).

В 1954 г. Сэнгер избран в Лондонское Королевское общество. Он является почетным членом Американской Академии искусств и наук, американского и японского биохимических обществ, ряда других академий и научных обществ мира. В 1958 г. Сэнгеру была присуждена Нобелевская премия за работы по расшифровке структуры белков, особенно инсулина.

Еше в 1888 г. русский химик А. Я. Данилевский высказал гипотезу о том, что различные -аминокислоты, образуя белки, соединяются за счет амино- и карбоксильных групп при помощи группировки -СО-NH-, впоследствии названной пептидной связью. Гипотеза Данилевского была развита Э. Фишером, который в 1902 г. предложил и экспериментально обосновал полипептидную теорию строения белков. Согласно этой теории, в белковых молекулах имеются полипептидные цепи различной длины, т. е. белки являются поликонденсатами -аминокислот. Впоследствии было исследовано множество протеинов и протеидов. Так, в 1926 г. Дж. Абель и В. Дю-Виньо выделили кристаллический инсулин - простой белок, обнаруженный Бентингом и Вестом в поджелудочной железе и регулирующий углеводный обмен в животных организмах. Количество известных белковых веществ росло, а структура их оставалась неясной. Слишком много можно было представить комбинаций из 24 известных аминокислот - по 20-100 в каждой полипептидной цепи белка. К тому же аминокислотный полипептид образует лишь остов, имеющий разнообразную форму и несущий на себе множество дополнительных групп и образований.

С 1943 г- научная деятельность Сэнгера посвящена изучению структуры инсулина. Пользуясь различными методами, в том числе разработанным им динитрофторбензольным методом идентификации концевых аминогрупп в пептидах, он установил не только природу аминокислот в инсулине, но и последовательность их чередования, т. е. полностью расшифровал структуру (1949-1954). С этой целью на белок действовали кислотой или определенным ферментом (кислотный гидролиз), в результате чего молекула разрушалась на низкомолекулярные фрагменты - пептиды. Однако вся сложность заключалась в разделении и идентификации множества различных пептидов, для чего Сэнгер применил динитрофторбензол, образующий стабильные окрашенные динитрофенольные (ДНФ) соединения с концевыми аминокислотами пептидной цепи. Далее вступали в действие методы хроматографии и электрофореза. Таким образом, Сэнгер смог определить аминокислотные последовательности в молекуле инсулина, образованной двумя полипептидными цепями (А и В), которые имеют различные концевые группы и соединены вместе дисульфидными мостиками через цистин. Каждая цепь изучалась отдельно методом поэтапного анализа. Например, если Сэнгер выделял фрагменты пептидной смеси с аминокислотными композициями типа АБВГДЕ и ГДЕЖЗ, он делал вывод, что основная молекула инсулина содержит в полипептидных цепях аминокислоты с последовательностью АБВГДЕЖЗ. Так, шаг за шагом, он смог впервые полностью расшифровать структуру белковой молекулы инсулина, состав которой выражается формулой C₂₅₄H₃₇₇N₆₅O₇₅S₆ (мол. в. 5727). Оказалось, что цепь А содержит 21, а цепь В - 30 аминокислотных остатков. Дисульфидные мостики соединяли 7-ю и 20-ю молекулы цистина в цепи А и 7-ю и 19-ю - в цепи В. Третий дисульфидный мостик соединял 6-ю с 11-й молекулой цистина в цепи А.

Таким образом, своим открытием Сэнгер дал возможность заглянуть "внутрь" молекул белка, открыв новую эру в развитии современной биохимии. Экспериментальные методы Сэнгера широко применяются в настоящее время для исследования строения различных белковых молекул.С 1940 г. Сэнгер женат на Маргарет Йоан Хоу; у них два сына и одна дочь. В настоящее время Сэнгер занимается биохимией белков. Много времени он уделяет педагогической и административной деятельности.

ЛИТЕРАТУРА

1. К. H. Gustavson. Svensk kern, tidskr., 70, 449, (1958).
2. Lex Prix Nobel en 1958. Stockholm, 1959.
3. G. Lind st ed t. Elementa, 42, l (1959).
4. E. Farber. In: Nobel Prize Winners in Chemistry 1901-1961. London, 1963, p. 282.
5. A. H. Белозерский. В кн.: Молекулярная биология - новая ступень познания природы. М., "Советская Россия", 1970, с. 49.

В. М. Т ЮТЮННИК