"Лауреаты Нобелевской премии в области органической химии"

Лауреаты Нобелевской премии в области органической химии.

           Органическая химия имеет большое теоретическое значение: она соприкасается с философскими проблемами природы органической материи и сути жизни. Методы органической химии дают возможность исследовать тонкое строение тех соединений, которые составляют живой организм и его функции. Широко изучается строение и синтез сложных природных соединений: алкалоидов, ферментов, белков, нуклеиновых кислот. С помощью органического синтеза получают разнообразные органические вещества: искусственные волокна, синтетический каучук, красители, пластические массы, синтетические витамины, гормоны, антибиотики, синтетическое горючее и многое другое. Ни одна отрасль народного хозяйства не обходиться без органической химии. Поэтому при  изучении основных тем органической химии необходимо вспомнить имена следующих Нобелевских лауреатов, которые занимались не только изучением  органических веществ, но и внесли свой вклад в искусство органического синтеза.

              КЕНДРЮ, ДЖОН, КОУДЕРИ (1917 – 1997) (Великобритания)

        ПЕРУЦ, МАКС ФЕРДИНАНТ (1914 – 2002) ВЕЛИКОБРИТАНИЯ

                   НОБЕЛЕВСКАЯ ПРЕМИЯ ПО ХИМИИ, 1962 г.

              «За исследования структуры глобулярных белков»

Английский биохимик Джон Коудери Кендрю родился в Оксфорде 24 марта 1917 года. Он был единственным сыном Уилфрида Джорджа Кендрю, известного климатолога, который преподавал в Оксфордском университете, и Эвелин Мэй Грэм (Сэндберг) Кендрю, историка искусств. Джон сначала учился в Дрэгон-скул в Оксфорде, а затем в Клифтон-колледже в Бристоле. После окончания Клифтон-колледжа он решил сделать карьеру ученого и поступил в Кембриджский университет, несмотря на то что его отец был связан с Оксфордом. В 1939 г. Кендрю получил степень бакалавра естественных наук, а в 1943 г. – магистра. В 1939 году Великобритания объявила, что находится в состоянии войны с Германией и Кендрю спустя год поступает на службу в министерство промышленной авиации в качестве младшего офицера и научного сотрудника.

 В 1944 г. он стал научным советником главнокомандующего военно-воздушных сил союзников, базирующихся в Юго-Восточной Азии. Знакомство с английским химиком Дж.Д. Берналом и американским химиком Лайнусом Полингом привело к тому, что Кендрю заинтересовался молекулярной структурой белков. Он оставил государственную службу в 1946 г. и вернулся в Кембридж, где  стал работать с Максом Перуцем в Кавендишской лаборатории. В 1949 г. Кендрю получает степень доктора философии, а в 1962 г. стал доктором естественных наук. Работая Кавендишской лаборатории, Перуц вернулся к своим ранним исследованиям молекулярной структуры белков красных кровяных клеток с применением метода рентгеновской кристаллографии. Сущность этого  метода заключается  в том, что пучок рентгеновских лучей проходит через кристалл и фиксируется на фотографической пластинке. Поскольку лучи отклоняются электронами атомов кристалла, рисунок, который образуется на пластинке, позволяет раскрыть его атомную структуру. Кендрю в этот перид попытался установить структуру миоглобина – вещества, которое запасает кислород в мышцах животных и человека. Несмотря на то что структура миоглобина гораздо проще, чем структура гемоглобина, при его изучении тем не менее возникали значительные трудности, поскольку он состоит приблизительно из 50 аминокислот, т.е. примерно из 2600 атомов. Задача определения местоположения этих атомов еще более усложнялась в силу того факта, что метод рентгеновской кристаллографии зависел в значительной степени от правильности интерпретации полученных данных. В 1947 г. Кендрю переходит работать в группу молекулярной биологии, созданную в том же году при Кавендишской лаборатории Медицинским научно-исследовательским советом. Сначала Кендрю и Перуц работали просто в сарае вдвоем. Позднее к ним присоединились Френсис Крик, Джеймс Д. Уотсон, Фредерик Сенгер и другие ученые. Работа Кендрю над миоглобином получила решающий импульс, когда в 1953 г. Перуц обнаружил, что введение атомов ртути в кристаллы гемоглобина изменяет дифракционную картину, полученную при рентгеновском излучении. Применив метод изоморфного замещения (введения атомов тяжелых металлов в молекулы кристаллических белков) к своим собственным исследованиям, Кендрю обнаружил, что миоглобин «не удерживает» атомов ртути, и был вынужден искать для замещения атомы других тяжелых металлов. На дифракционной картине пятна, расположенные на пластинке ближе всего к центру, оставлены радиоактивными лучами, отраженными далеко отстоящими друг от друга атомами, и именно на этих пятнах Кендрю и его коллеги сосредоточили свое внимание. К 1957 г. они могли различать объекты, расположенные на расстоянии шести ангстрем (6·10–10 м). Несмотря на то что при таких масштабах дифракционная картина не вскрывает отдельных атомов, они все-таки увидели «нечто, чего никто ранее не увидел, – вспоминал позднее Кендрю – Это была трехмерная структура молекулы белка во всей ее сложности».  Кендрю смог установить спиральный рисунок полипептидной цепи миоглобина. «Наиболее поразительной особенностью этой молекулы, – сообщал он, – была ее упорядоченность и полное отсутствие симметрии». Эти особенности еще больше прояснились в 1959 г., когда Кендрю получил изображение молекулы миоглобина при условии разрешающей способности в 2 ангстрема – достижение, которое стало возможным благодаря использованию мощных компьютеров, необходимых для проведения математических подсчетов.

В 1962 г. Кендрю и Перуцу была присуждена Нобелевская премия по химии «за исследования структуры глобулярных белков». «Белки уникальны в том отношении, что в них сочетается громадное разнообразие функций и сложность конструкции с относительной простотой и единообразием химического строения», – заметил Кендрю в своей Нобелевской лекции. «Установление структур только двух белков, которого мы достигли, – это не конец, а только начало, – продолжал он. – Перед нами возник берег огромного континента, ожидающего своих исследователей».

С 1953 по 1974 г. Кендрю был заместителем заведующего лаборатории молекулярной биологии (бывшей группы молекулярной биологии) в Кембридже, а в 1975 г. стал первым директором Европейской лаборатории молекулярной биологии в Гейдельберге (Германия). Этот пост он занимал до 1982 г. В 1981 г. ученый был избран президентом колледжа св. Иоанна Оксфордского университета. Кендрю не был женат. О Кендрю говорили как о человеке впечатлительном, спокойном и скромном. В свободное время он любил слушать музыку, собрал значительную коллекцию записей классической музыки.

 Кроме Нобелевской премии, Кендрю был награжден Королевской медалью Лондонского королевского общества (1965). В 1963 г. он был посвящен в пэры. Ученый – член Британской ассоциации содействия развитию науки, а с 1974 по 1979 г. – попечитель Британского музея. Он являлся почетным членом Американской академии наук и искусств, Германской академии естествоиспытателей «Леопольдина», Гейдельбергской академии наук, Болгарской академии наук и Ирландской королевской академии наук. Кендрю являлся обладателем почетных степеней университетов Киля, Ридинга, Бэкингема и Эксетера.  

 19 мая 1914 года в Вене, в семье Адель (Голдсмит) и Хьюгл Переца родился Макс Фердинант Перуц, будущий лауреат Нобелевской премии по химии. Несмотря на то, что его родители надеялись, что он продолжит семейное дело, Перуц ещё в детском возрасте увлёкся химией. И по окончаниб школы в 1932 году поступил в Венский университет на отделение неорганической химии. Но его больше стала привлекать органическая химия, и он переходит на отделение органической химии. Занимаясь органической химией, Перуц узнал об исследованиях в области рентгеновской кристаллографии, которые проводились в Кембридже. Это его заинтересовало и поэтому в 1936 году Перуц переезжает в Кембридж для работы в Кавендишской лаборатории у знаменитого физика Дж. Бернала. Изучив метод дифракции рентгеновских лучей, Перуц приступил к исследованию гемоглобина – переносящего кислород глобулярного белка крови. В 1940 году он получает докторскую степень. Но, будучи подданным враждебной страны Перуц в 1941 году был интернирован в Канаду. Несмотря на это, из-за интереса к кристаллическим свойствам ледников, его в 1943 году назначают сотрудником секретного проекта, где под руководством лорда Льюиса Маунтбэттена он исследует возможности использования ледяных полей в качестве аэродромов. К сожалению, этот проект не был осуществлён. После окончания  войны Перуц получает стипендию на проведение исследований от «Империал кемикл индастриз», что даёт ему возможность вернуться в Кембридж и продожить работу по изучению гемоглобина. Через два года его назначают руководителем группы молекулярной биологии в кембриджском университете. В 1951 году в группу пришли Френсис Крик и Джеймс Д. Уотсон. В это время Перуц и его коллеги занялись поисками упорядоченности в структуре белковых молекул. В 1953 году, применив метод рентгеновской кристаллографии, Перуц смог доказать, что такая упорядоченность действительно существует. К 1956 году Перуц получил полдюжины видов молекул гемоглобина, в каждой из которых атом тяжёлого металла находится в разных местах. За четыре года учёный собрал тысячи фотографических пластинок и обработал полученные на них результаты с помощью компьютера, а в1960 голу предложил модель трёхмерной структуры гемоглобина. В 1962 году Перуцу была присуждена Нобелевская премия по химии «за исследования структуры глобулярных белков. «В результате вклада Перуца и Кендрю появляется возможность видеть принципы, лежащие в основе строения глобулярных белков. Это достижение означает большой шаг вперёд в понимании жизненных процессов», - так высказал своё мнение во вступительной речи от имени Шведской королевской академии наук Гуннар Хагг. В своей Нобелевской лекции Перуц сказал, что №открытие заметного структурного изменения, которым сопровождается реакция гемоглобина с кислородом, даёт возможность предположить, что могут существовать лругие ферменты, изменяющие свою структуру при присоединении своего субстракта, и это, возможно, представляет собой важный фактор в определённом ферментативном катализе». После получения Нобелевской премии Перуц продолжал заниматься исследованием глобулярных белков. Им была усовершенствована созданная им модель молекулы гемоглобина. Он сумел показать, каким образом функционирует эта структура, перенося уислород в крови. С 1963 по 1969 г Перуц был председателем Европейской организации молекулярной биологии, а в 1974 – 1979 гг. – профессором физиологии Королевского института вЛондоне. Он награждён Королевской медалью (1971) и медалью Копли (1979) Лондовского Королевского общества. Ему присуждены почётные степени университетов Единбурга, Нориджа, Зальцбурга и Вены.