Макс Перутц: Молекулярлы биолог және Нобель жүлдесінің лауреаты
Max Perutz
Макс Перутц – австриялық-британ ғалымы, гемоглобин құрылымын зерттегені үшін 1962 ж. химиядан Нобель сыйлығын алған. Биология саласындағы маңызды тұлға.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Австрияда туған британдық молекулалық биолог (1914–2002)
Austrian born British molecular biologist (1914–2002)
Макс Фердинанд Перутц (19 мамыр 1914 – 6 ақпан 2002) – Австрияда туған британдық молекулалық биолог, гемоглобин мен миоглобиннің құрылымын зерттегені үшін 1962 жылы Джон Кендрюмен бірге химия бойынша Нобель сыйлығын бөлісіп алған. Ол 1971 жылы Корольдік қоғамның Корольдік медалін және 1979 жылы Копли медалін жеңіп алды. Кембридж университетінде ол 1962–1979 жылдары Молекулалық биологияның Ғылыми-зерттеу институтын (LMB) құрды және басқарды, оның он төрт ғалымы Нобель сыйлығына ие болды.
Max Ferdinand Perutz (19 May 1914 – 6 February 2002) was an Austrian born British molecular biologist, who shared the 1962 Nobel Prize for Chemistry with John Kendrew, for their studies of the structures of haemoglobin and myoglobin. He went on to win the Royal Medal of the Royal Society in 1971 and the Copley Medal in 1979. At Cambridge he founded and chaired (1962–79) The MRC Laboratory of Molecular Biology (LMB), fourteen of whose scientists have won Nobel Prizes.
Ерте өмір және білім
Перутц Венада дүниеге келді, Адель "Дели" (Голдшмидт) және Хьюго Перутцтің ұлы, ол тоқыма өндіруші еді. Оның ата-анасы тегі бойынша еврей болған, бірақ Перутцті католик дініне крещение рәсімінен өткізген. Перутц дінге сенбесе де, кейінірек атеист болса да, басқалардың діни нанымына тиіспеуге тырысты. Оның ата-анасы ол заңгер болады деп үміттенеді, бірақ ол мектепте химияға қызығушылық танытты. Ата-анасының қарсылығын жеңіп, Вена университетінің химия факультетіне түсіп, 1936 жылы бітірді. Лектор Фриц фон Вессли Кембридж университетінде Гоуланд Хопкинс басқаратын топтың биохимиядағы жетістіктерін білгеннен кейін, ол Кембриджге баратын профессор Марктан Хопкинске оған орын бар ма деп сұрауын өтінді. Марк ұмытып қалды, бірақ ол Дж.Д. Берналға соғып, ол рентгендік кристаллография бойынша зерттеулерге көмектесетін ғылыми ізденуші іздеп жатқанын білді. Перутц бұл тақырыпты білмегендіктен, алаңдады. Марк оған бұл тез үйренетінін айтты. Бернал оны Кавендиш зертханасындағы кристаллографиялық зерттеу тобына ғылыми ізденуші ретінде қабылдады. Оның әкесі Лондондағы өкіліне 500 фунт стерлинг салып, оны қаржылай қолдады. Ол тез үйренді. Бернал оны ақуыздардың құрылымын зерттеу үшін рентгендік дифракция әдісін пайдалануға ынталандырды. Ақуыз кристалдарын алу қиын болғандықтан, ол жылқы гемоглобинінің кристалдарын пайдаланып, оның құрылымы туралы докторлық диссертациясын бастады. Гемоглобин – оның кәсіби өмірінің көп бөлігін қамтитын тақырып. 1940 жылы Лоуренс Брэггтің жетекшілігімен PhD дәрежесін алды. Ол Кингс және Сент-Джон колледждеріне өтініш берді, бірақ ең дәмді тамақ беретіні үшін Питерхаусқа мүше болды. 1962 жылы Питерхаусқа құрметті мүше болып сайланды. Ол кіші мүшелерге қызығушылық танытып, колледждің ғылыми қоғамы Келвин клубында жиі және танымал спикер болды.
Perutz was born in Vienna, the son of Adele "Dely" (Goldschmidt) and Hugo Perutz, a textile manufacturer. His parents were Jewish by ancestry, but had baptised Perutz in the Catholic religion. Although Perutz rejected religion and was an atheist in his later years, he was against offending others for their religious beliefs. His parents hoped that he would become a lawyer, but he became interested in chemistry while at school. Overcoming his parents' objections he enrolled as a chemistry undergraduate at the University of Vienna and completed his degree in 1936. Made aware by lecturer Fritz von Wessely of the advances being undertaken at the University of Cambridge into biochemistry by a team led by Gowland Hopkins, he asked Professor Mark, who was soon to visit Cambridge, to make inquiries of Hopkins about whether there would be a place for him. Mark forgot, but had visited J. D. Bernal, who was looking for a research student to assist him with studies into X ray crystallography. Perutz was dismayed as he knew nothing about the subject. Mark countered by saying that he would soon learn. Bernal accepted him as a research student in his crystallography research group at the Cavendish Laboratory. His father had deposited £500 with his London agent to support him. He learnt quickly. Bernal encouraged him to use the X ray diffraction method to study the structure of proteins. As protein crystals were difficult to obtain, he used horse haemoglobin crystals, and began his doctoral thesis on its structure. Haemoglobin was a subject which was to occupy him for most of his professional career. He completed his Ph. D. under Lawrence Bragg in 1940. He applied to Kings and St. John's colleges, and became a member of Peterhouse, on the basis that it served the best food. He was elected an Honorary Fellow of Peterhouse in 1962. He took a keen interest in the Junior Members, and was a regular and popular speaker at the Kelvin Club, the College's scientific society.
Екінші дүниежүзілік соғыс
1938 жылы Гитлер Австрияны басып алғанда Перуцтің ата-анасы Швейцарияға қашып үлкерді, бірақ барлық қаржысын жоғалтты. Осының салдарынан Перуц олардың қаржылық қолдауынан айырылды. Шаңғы тебу дағдысы, бала кезінен бастап альпинизммен айналысу тәжірибесі және кристалдар туралы білімі арқасында Перуц 1938 жылдың жазында швейцариялық мұздықтарда қардың мұзға айналуын зерттеу үшін үш адамнан тұратын топқа қабылданды. Оның "Royal Society" журналында жарияланған мақаласы оны мұздықтар саласындағы сарапшы ретінде таныстырды. Кейвендиш университетінің эксперименталды физика профессоры Лоуренс Брэгг Перуцтің гемоглобинге қатысты зерттеулерінің перспективалы екенін ойлап, оған зерттеуін жалғастыру үшін Рокфеллер қорынан грант алуға кеңес берді. Өтініш 1939 жылдың қаңтарында мақұлданды, ал алынған қаржымен Перуц 1939 жылдың наурыз айында ата-анасын Швейцариядан Англияға әкелді. Бірнеше ай интернировкада болғаннан кейін ол Кембриджге қайта оралды. Соғысқа дейінгі зерттеулерінде мұздық қабаттарындағы кристалдардың құрылымындағы өзгерістерді зерттегендіктен, Норвегияға десант түсірілген жағдайда, оларды мұздықтар астындағы жасырын жайларда жасыру мүмкін бе деген сұраққа одан кеңес сұрады. Мұз туралы білімі 1942 жылы «Хабакук» жобасына қатысуына әкелді. Бұл Атлантика орталығында ұшақтарды жанармаймен қамтамасыз ету үшін мұз платформасын салудың құпия жобасы болды. Осы мақсатта ол жақында ғана ойлап табылған мұз бен ағаш ұнының қоспасы – пикрет құрамын зерттеді. Ол Лондон қаласындағы Смитфилд ет базарының астындағы құпия орында пикретпен алғашқы тәжірибелер жүргізді.
When Hitler took over Austria in 1938, Perutz's parents managed to escape to Switzerland, but they had lost all of their money. As a result, Perutz lost their financial support. With his ability to ski, experience in mountaineering since childhood and his knowledge of crystals, Perutz was accepted as a member of a three man team to study the conversion of snow into ice in Swiss glaciers in the summer of 1938. His resulting article for the Proceedings of the Royal Society made him known as an expert on glaciers. Lawrence Bragg, who was Professor of Experimental Physics at the Cavendish, thought that Perutz's research into haemoglobin had promise and encouraged him to apply for a grant from the Rockefeller Foundation to continue his research. The application was accepted in January 1939 and with the money Perutz was able to bring his parents from Switzerland to England in March 1939. After being interned for several months he returned to Cambridge. Because of his pre War research into the changes in the arrangement of the crystals in the layers of a glacier, he was asked for advice on whether if a battalion of commandos were landed in Norway, could they be hidden in shelters under glaciers. His knowledge on the subject of ice then led to him being recruited for Project Habakkuk in 1942. This was a secret project to build an ice platform in the mid Atlantic, which could be used to refuel aircraft. To that end he investigated the recently invented mixture of ice and woodpulp known as pykrete. He carried out early experiments on pykrete in a secret location underneath Smithfield Meat Market in the City of London.
Молекулалық биология бөлімін құру
Соғыстан кейін ол қысқа уақытқа мұзтануға оралып, мұздықтардың қалай ағатындығын көрсетті. 1947 жылы Перуц, профессор Брэггтің қолдауымен, Медициналық зерттеулер кеңесінен (МЗК) биологиялық жүйелердің молекулалық құрылымын зерттеу үшін қаржылай қолдау алды. Бұл қаржылық қолдау оған Кавендиш зертханасында Молекулалық биология бөлімін құруға мүмкіндік берді. Перуцтің жаңа бөлімі молекулалық биология саласының зор мүмкіндіктерге ие екенін түсінген зерттеушілерді тартты, олардың арасында 1949 жылы Фрэнсис Крик және 1951 жылы Джеймс Д. Уотсон болды. 1953 жылы Перуц, ауыр атомдары бар және жоқ ақуыз кристалдарынан алынған дифракцияланған рентген сәулелерінің мүресін салыстыру арқылы, оларды фазалауға болатынын көрсетті. 1959 жылы ол осы әдісті пайдаланып, қанда оттегі тасымалдайтын гемоглобин ақуызының молекулалық құрылымын анықтады. Бұл жұмысы үшін ол 1962 жылы Джон Кендрюмен бірге химия бойынша Нобель сыйлығын алды. Бүгінде жыл сайын рентгендік кристаллография арқылы бірнеше мың ақуыздың молекулалық құрылымы анықталады. 1959 жылдан кейін Перуц және оның әріптестері окси- және дезоксигемоглобиннің құрылымын жоғары дәлдікпен анықтауға кірісті. Нәтижесінде, 1970 жылы ол оның молекулалық машина ретінде қалай жұмыс істейтінін түсіндіре алды: оттегісіз және оттегімен толыққан күйлері арасында қалай ауысып, оттегіні қабылдау және оны бұлшықеттер мен басқа органдарға босату процесін қалай іске қосатынын. Келесі екі онжылдық бойында жүргізілген жұмыстар ұсынылған механизмді жетілдіріп, растады. Сонымен қатар, Перуц гемоглобин ауруларының құрылымдық өзгерістерін және олардың оттегімен байланысуға қалай әсер ететінін зерттеді. Ол молекуланың дәрілік затты қабылдағыш ретінде жұмыс істей алатынына және серпалы жасушалы анемия сияқты генетикалық қателерді тежеуге немесе кері қайтаруға мүмкіндік беретініне үміттенді. Оның тағы бір қызығушылығы – гемоглобин молекуласының түрлер арасындағы айырмашылықтары, олардың әртүрлі тіршілік ортасына және мінез-құлқына бейімделуі. Соңғы жылдары Перуц Хантингтон ауруы және басқа да нейродегенеративті аурулармен байланысты ақуыз құрылымдарындағы өзгерістерді зерттеуге көшті. Ол Хантингтон ауруының басталуын глютаминның қайталану санымен байланысты екенін көрсетті, себебі олар "полярлық молдықтама" деп аталатын құрылымды қалыптастырады.
After the War he returned briefly to glaciology, demonstrating how glaciers flow. In 1947, Perutz, with the support of Professor Bragg, was successful in obtaining support from the Medical Research Council (MRC) to undertake research into the molecular structure of biological systems. This financial support allowed him to establish the Molecular Biology Unit at the Cavendish Laboratory. Perutz's new unit attracted researchers who realised that the field of molecular biology had great promise; among them were Francis Crick in 1949 and James D. Watson in 1951. In 1953, Perutz showed that diffracted X rays from protein crystals could be phased by comparing the patterns from crystals of the protein with and without heavy atoms attached. In 1959 he employed this method to determine the molecular structure of the protein haemoglobin, which transports oxygen in the blood. This work resulted in his sharing with John Kendrew the 1962 Nobel Prize for Chemistry. Nowadays the molecular structures of several thousand proteins are determined by X ray crystallography every year. After 1959, Perutz and his colleagues went on to determine the structure of oxy and deoxy haemoglobin at high resolution. As a result, in 1970, he was at last able to suggest how it works as a molecular machine: how it switches between its deoxygenated and its oxygenated states, in turn triggering the uptake of oxygen and then its release to the muscles and other organs. Further work over the next two decades refined and corroborated the proposed mechanism. In addition Perutz studied the structural changes in a number of haemoglobin diseases and how these might affect oxygen binding. He hoped that the molecule could be made to function as a drug receptor and that it would be possible to inhibit or reverse the genetic errors such as those that occur in sickle cell anaemia. A further interest was the variation of the haemoglobin molecule from species to species to suit differing habitats and patterns of behaviour. In his final years Perutz turned to the study of changes in protein structures implicated in Huntington and other neurodegenerative diseases. He demonstrated that the onset of Huntington disease is related to the number of glutamine repeats as they bind to form what he called a "polar zipper".
ДНК құрылымы және Розалинд Франклин
1950 жылдардың басында Уотсон мен Крик дезоксирибонуклеин қышқылының (ДНК) құрылымын анықтауға тырысқанда, Перутц оларға сэр Джон Рэндалдың Король колледжі зертханасының 1952 жылғы жарияланбаған есебін ұсынды. Бұл есепте Розалинд Франклин түсірген және қос спиральды құрылымды анықтауда шешуші рөл атқарған рентгендік сәулелердің дифракциялық суреттері болды. Перутц бұл әрекетті Франклиннің білімі мен рұқсатысыз жасады, және ол өзінің жарияланбаған есебінің мазмұнына қатысты толыққанды талдауын жариялауға үлкермеген болатын. Кейін Рэндалл және басқалар осы "сыйлықтың" нәтижелері мен одан туған құрметтерді ескере отырып, бұл іс-әрекетті сынады. Бұл мәселені түсіндіру мақсатында Перутц кейіннен есепті жариялады, оның сөзіне қарағанда, онда Франклин 1951 жылдың соңында берген баяндамасында айтқаннан басқа ештеңе жазылмаған, ал Ватсон сол баяндамада болған. Перутц сондай-ақ, есептің "Кеңеске жұмыс істейтін түрлі топтар арасында байланыс орнату" үшін құрылған МРК комитетіне жолданғанын қосты. Рэндалл мен Перутцтің зертханалары екеуі де МРК-мен қаржыландырылды.
During the early 1950s, while Watson and Crick were trying to determine the structure of deoxyribonucleic acid (DNA), they were given by Perutz an unpublished 1952 progress report for the King's College laboratory of Sir John Randall. This report contained X ray diffraction images taken by Rosalind Franklin that proved to be crucial in coming to the double helix structure. Perutz did this without Franklin's knowledge or permission, and before she had a chance to publish a detailed analysis of the content of her unpublished progress report. Later this action was criticised by Randall and others, in view of the results and the honours resulting from this "gift". In an effort to clarify this issue, Perutz later published the report, arguing that it included nothing that Franklin had not said in a talk she gave in late 1951, which Watson had attended. Perutz also added that the report was addressed to an MRC committee created to "establish contact between the different groups of people working for the Council". Randall's and Perutz's labs were both funded by the MRC.
Авторы
Кейінгі жылдары Перутц биомедициналық тақырыптар бойынша "The New York Review of Books" журналының тұрақты рецензенты / эссешісі болды. Осы эсселердің көптегені 1998 жылы жарық көрген "Мен сені ертерек ашуландырсам жақсы болар еді" атты кітабына енді. 1985 жылдың тамызында "The New Yorker" журналында Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде интернацияда болған кездегі тәжірибесі туралы "Соғыс осылай болды: жау шетелдігі" деген тақырыптағы естеліктері жарияланды. Перутц 1997 жылы ғылым туралы жазу үшін Льюис Томас жүлдесін жеңіп алды. Перутцтің хат алмасу жинағы 2009 жылы "Қандай қиын уақыттарды басынан өткізіп жатырмын: Макс Перутцтің таңдалған хаттары" деген атпен жарық көрді.
In his later years, Perutz was a regular reviewer/essayist for The New York Review of Books on biomedical subjects. Many of these essays are reprinted in his 1998 book, I wish I had made you angry earlier. In August 1985, The New Yorker published his account of his experiences as an internee during World War II, titled "That Was the War: Enemy Alien". Perutz won the Lewis Thomas Prize for Writing about Science in 1997. A collection of Perutz's correspondence was published posthumously in 2009, titled What a Time I Am Having: Selected Letters of Max Perutz.
Азамат ғалым
Перутц 1994 жылы Кембриджде "Тірі молекулалар" тақырыбындағы лекциясында философтар сэр Карл Поппер мен Томас Кун, сондай-ақ биолог Ричард Докинстің теорияларын сынады. Ол Поппердің ғылымның гипотеза құру және оны жоққа шығару арқылы дамитыны туралы пікірін сынға алып, гипотезалардың ғылыми зерттеулердің негізі емес екенін, ал молекулалық биологияда олар міндетті түрде қайта қаралуға жатпайтынын айтты. Перутц үшін Кунның ғылымның әлеуметтік және мәдени ықпалға түсетін парадигмалық өзгерістер арқылы дамитыны туралы түсінігі – қазіргі ғылымның дұрыс емес бейнесі. Бұл сын дінге қарсы шығатын ғалымдарға, әсіресе Докинске қатысты. Перутц үшін, діни сенімді қорлайтын мәлімдемелер – әдепсіздік және ғылымның беделін түсіреді, бірақ ол креационизм сияқты "нақты түрде жалған" теорияларға қарсы шыққан ғалымдарды сынамады. Ол: "Егер біз Құдайға сенбесек те, оған сенгендей өмір сүруге тырысуымыз керек", – деген қорытынды жасады. 2001 жылдың 11 қыркүйегіндегі шабуылдардан кейін бірнеше күн өткен соң Перутц британ премьер-министрі Тони Блэрге хат жазып, әскери күшпен жауап бермеуге шақырды: "Мен американдықтардың кек алуға шақыруынан алаңдадым және президент Буштың жауабы мыңдаған бейкүнә адамның өліміне әкеліп соғуы мүмкін деп уайымдаймын, бұл бізді үнемі күшейе түсетін террор мен оған қарсы террор әлеміне итереді. Сіздің тежеуші ықпалыңызды осының алдын алу үшін қолдана алатыныңызға үміттенемін".
Perutz attacked the theories of philosophers Sir Karl Popper and Thomas Kuhn and biologist Richard Dawkins in a lecture given at Cambridge on 'Living Molecules' in 1994. He criticised Popper's notion that science progresses through a process of hypothesis formation and refutation, saying that hypotheses are not necessarily the basis of scientific research and, in molecular biology at least, they are not necessarily subject to revision either. For Perutz, Kuhn's notion that science advances in paradigm shifts that are subject to social and cultural pressures is an unfair representation of modern science. These criticisms extended to scientists who attack religion, in particular to Dawkins. Statements which offend people's religious faith were for Perutz tactless and simply damage the reputation of science, though he did not criticize scientists opposing "demonstrably false" theories such as creationism. He concluded that "even if we do not believe in God, we should try to live as though we did." Within days of the 11 September attacks in 2001, Perutz wrote to British Prime Minister Tony Blair, appealing to him to not respond with military force: "I am alarmed by the American cries for vengeance and concerned that President Bush's retaliation will lead to the death of thousands more innocent people, driving us into a world of escalating terror and counter terror. I do hope that you can use your restraining influence to prevent this happening."
Құрметтер мен марапаттар
Перутц 1954 жылы Корольдік қоғамның мүшесі болып сайланды. Макс Перутц көптеген маңызды наградаларға ие болды: ол 1963 жылы Британ империясы орденінің командирі болып тағайындалды, сол жылы Америка өнер және ғылым академиясына сайланды, 1967 жылы Австрияның ғылым және өнер орденімен марапатталды, 1968 жылы Америка философиялық қоғамына сайланды, 1970 жылы АҚШ Ұлттық ғылым академиясына сайланды, 1971 жылы Корольдік қоғамның Корольдік медалін алды, 1975 жылы Құрмет серіктері орденінің мүшесі болып тағайындалды, 1979 жылы Копли медалімен марапатталды және 1988 жылы Ардагерлік орденінің мүшесі атанды. Перутц 1964 жылы неміс ғылым академиясы Леопольдинаның мүшесі болып сайланды, 1965 жылы Вена университетінің құрметті докторлық дәрежесін алды және 1967 жылы Вильгельм Экнер медалімен марапатталды. Ол 1964 жылы EMBO мүшелігіне қабылданды.
Perutz was elected a Fellow of the Royal Society (FRS) in 1954. Max Perutz received a number of other important honours: he was appointed a Commander of the Order of the British Empire in 1963, elected to the American Academy of Arts and Sciences that same year, received the Austrian Decoration for Science and Art in 1967, was elected to the American Philosophical Society in 1968, elected to the United States National Academy of Sciences in 1970, received the Royal Medal of the Royal Society in 1971, appointed a Member of the Order of the Companions of Honour in 1975, received the Copley Medal in 1979 and became a Member of the Order of Merit in 1988. Perutz was made a Member of the German Academy of Sciences Leopoldina in 1964, received an Honorary doctorate from the University of Vienna (1965) and received the Wilhelm Exner Medal in 1967. He was elected to EMBO Membership in 1964.
Жеке өмір
1942 жылы Перуц медициналық фотограф Гизела Клара Матильда Пейзерге (1915–2005) үйленді. Олардың екі баласы болды: Вивьен (1944 ж.т.), өнер тарихшысы; және Робин (1949 ж.т.), Йорк университетінің химия профессоры. Гизела Германиядан келген қашқын болды (оның әкесі еврей болып туған протестант еді). Ол 2002 жылдың 6 ақпанында қайтыс болды және оның күлі ата-анасы Хьюго Перуц пен Дели Перуцпен бірге Кембридждегі Ассенсия бейіштегі жерлеу орнына қойылды. Гизела 2005 жылдың 17 желтоқсанында қайтыс болды және оның күлі сол жерге, сол қабірге қойылды.
In 1942, Perutz married Gisela Clara Mathilde Peiser (1915–2005), a medical photographer. They had two children, Vivien (b. 1944), an art historian; and Robin (b. 1949), a professor of Chemistry at the University of York. Gisela was a refugee from Germany (she was a Protestant whose own father had been born Jewish). He died on 6 February 2002 and his ashes were interred with his parents Hugo Perutz and Dely Perutz in the Parish of the Ascension Burial Ground in Cambridge. Gisela died on 17 December 2005 and her ashes were interred in the same grave.