Теодор Гобле: пионер в исследовании лецитина и химического состава мозга.

Введение

Теодор (Николас) Гобли (Théodore (Nicolas) Gobley; 11 мая 1811, Париж – 1 сентября 1876, Багнер-де-Люшон) первым выделил и окончательно определил химическую структуру лецитина – первого идентифицированного и охарактеризованного представителя класса фосфолипидов. Он также был пионером в исследовании и анализе химических компонентов тканей мозга.

Биография и академические курсы

Семья Гобли происходила из небольшого города Фулви в регионе Йонна, очень сельской, холмистой местности Бургундии. Его отец обосновался в конце XVIII века в Париже в качестве винного брокера, женившись на молодой даме из семьи, давно зарекомендовавшей себя (по крайней мере, с начала XVII века) в этой сфере в столице Франции. Эта семья, Бутроны, была зарегистрирована в XVII и XVIII веках как один из 12 поставщиков вина Королевскому двору. Торговля вином была тесно связана с алкогольной дистилляцией, некоторые близкие родственники семьи Бутронов действительно были производителями спиртных напитков, и, вероятно, именно эта среда привела Гобли к изучению химии и фармации. Действительно, историческое исследование, проведенное в 1957 году П. и К. Шатаньоном о ранних этапах изучения химической структуры тканей мозга, упоминает, что Гобли проходил обучение у одного из своих родственников по имени Герин, указанного как фармацевт (фактически, его зять Денис Герин (1798–1888), фармацевт в Париже в течение нескольких лет в начале 1830-х годов, но более известный как мэр города Фонтенбло почти 30 лет, с 1843 по 1871 год, и, насколько известно, не состоял в родстве с семьей Бутронов). Как бы то ни было, впоследствии Гобли поступил на полный курс фармации и в начале 1830-х годов посещал лекции одной из выдающихся фигур французского фармацевтического и химического искусства того времени, Пьера Жана Робике, с которым он стал близким сотрудником, а затем и зятем, женившись на Лоре Робике, одной из дочерей своего учителя и наставника. Робике (1780–1840), профессор Ecole de Pharmacie в Париже с 1811 года, был видным, уважаемым и заслуженным членом французского химико-фармацевтического сообщества первой половины XIX века: членом "Société de Pharmacie", позднее получившей название "Académie Nationale de Pharmacie" (1817), где он был генеральным секретарем, а затем президентом (с 1817 года до своей смерти) (см. http://www.shp-asso.org/), членом "Académie de Médecine" (1820), членом Académie des Sciences, кавалером ордена Почетного легиона, автором многочисленных исследований и новаторских работ в области изучения сложных молекул в природных телах, как растительных, так и животных, который выделил такие фундаментальные продукты, как кофеин, кантаридин и, прежде всего, ализарин – мощный и стабильный красный краситель, который должен был стать одним из первых красителей, производимых в массовых масштабах путем чистого химического синтеза. Гобли получил квалификацию фармацевта в 1835 году, женился на Лоре Робике в 1837 году и открыл собственную аптеку в Париже (60 rue du Bac; это место пришло в упадок после открытия бульвара Сен-Жермен примерно через 30 лет); параллельно со своей практикой, в своей личной лаборатории он проводил исследования и шел путем, очень похожим на путь своего тестя (умершего в 1840 году): он поступил в Ecole de Pharmacie в качестве профессора в 1842 году (оставил ее в 1847 году), стал членом Académie Nationale de Pharmacie в 1843 году, президентом которой он стал в 1861 году, и был принят в члены Académie de Médecine в том же году. Занимаясь различными работами по широкому кругу тем, как и большинство фармацевтов и химиков XIX века, Гобли выделился своим уникальным и постоянным интересом к изучению липидов в организмах животных, благодаря чему он продемонстрировал универсальное присутствие фундаментального вещества, которое он назвал лецитином, и посвятил тридцать лет изучению его точного состава. Гобли также был филантропом и участвовал в управлении местным административным учреждением, занимавшимся обеспечением жильем нуждающихся в департаменте Сены (сегодня – большая парижская агломерация, включающая департаменты 75, 78, 91, 92, 93, 94, 95). Одна из дочерей Гобли вышла замуж за композитора Поля Коллина. Гобли умер 1 сентября 1876 года в пиренейском курорте Бальнеры-де-Люшон, где находился в семейной поездке. Его место захоронения находится на кладбище Монпарнас в южной части Парижа.

Gobley's family originated from the small city Fulvy in the Yonne region, a very rural hilly area of Burgundy. His father had settled at the end of the 18th century as a wine broker in Paris, marrying a young lady in a family long established (since at least the beginning of the 17th century) in that trade in the capital city of France. That family, Boutron, was registered in the 17th and 18th centuries as one of the 12 suppliers of wines to the King's Court. Wine trading had strong links with alcoholic distillation, some close kin of the Boutron family were indeed spirits distillers, and it is likely this environment that led Gobley to studies in chemistry and pharmacy. Indeed, an historical study conducted in 1957 by P. et C. Chatagnon on the early steps of brain tissues chemical structure studies mentions that Gobley effected a stay as apprentice by one of his parents named Guerin, indicated as pharmacist (actually, his brother in law, Denis Guerin (1798–1888), pharmacist in Paris for a few years in the early 1830s, but more well known as mayor of the city of Fontainebleau during close to 30 years, from 1843 till 1871, and so far as known, not related to the Boutron family). Whatever the initial lead, further on Gobley entered full grade studies in pharmacy and in the early 1830s attended courses delivered by one of the great figures of French pharmaceutical and chemistry arts of that time, Pierre Jean Robiquet, of whom he became a close collaborator, and ultimately his son in law, through marrying Laure Robiquet, one of the daughters of his master and mentor. Robiquet (1780–1840), a long standing professor at the Ecole de Pharmacie in Paris (since 1811) was a very prominent, respected and honoured player among the French chemists/pharmacists community of the first half of the 19th century: member of the "Société de Pharmacie" later on designated as the "Académie Nationale de Pharmacie" (1817), of which he was Secretary General then President, (1817 till his death) (see (http://www. shp asso. org/)), member of the "Académie de Médecine" (1820), member of the Académie des Sciences, distinguished with the order of Légion d'Honneur, author of numerous studies and pioneering work in the research of complex molecules in natural bodies, either plants or animals, who had isolated such fundamentals products, as caffeine, cantharidin, and most of all the alizarin, a powerful and stable red dye that was to become one of the first dyes to be mass produced through a pure chemical synthesis path. Gobley qualified as a pharmacist in 1835, married Laure Robiquet in 1837, and established himself as pharmacist in Paris (60 rue du Bac; the place had been run down when Boulevard Saint Germain was opened some 30 years later); in parallel to his trade, in his personal lab he conducted his research, and followed a path very similar to that of his father in–law (demised in 1840): he entered the Ecole de Pharmacie as professor in 1842 (he quit in 1847), became a member of the Académie Nationale de Pharmacie in 1843, of which he became president in 1861, and was admitted as a member of the Académie de Médecine that same year. While conducting various works on a very diversified range of topics very much like most pharmacist/chemists of the 19th century, Gobley singled himself out by a somehow unique lifelong pursuit in the study of lipids in the living animals reign, whereby he demonstrated the universal presence of a fundamental substance, which he named lecithin, and the exact composition of which he pursued during thirty years. Gobley was also a philanthropist, and he was involved in the management of a local administration office for the housing of poorer people in the "Département de la Seine" (today, the greater Paris area including districts 75, 78, 91, 92, 93, 94, 95). One of Gobley's daughters married composer Paul Collin. Gobley died on 1 September 1876 in the Pyrenean thermal resort of "Bagnères de Luchon, where he was on a family trip. His burial place lies at "cimetière Montparnasse" in southern Paris.

Открытие лецитина и фосфолипидов

В течение первой половины XIX века несколько французских химиков предприняли первые попытки исследования химического состава тканей мозга, однако аналитические инструменты и методы были несовершенны, а результаты – в основном неудовлетворительными. Тем не менее, различными методами, главным образом путем растворения мозгового вещества в теплом спирте, они последовательно выделяли липидное вещество более или менее стабильного состава, которое по-разному называли: "белое вещество" (Луи Николас Воклюлен), "цереброт" (Ж. П. Куэрб), "церебриновая кислота" (Эдмон Фреми). Очевидно, что ткани мозга не состояли исключительно из этого вещества, и существовала значительная путаница в отношении их фактического состава. Особенно Эдмон Фреми, основываясь на своих исследованиях "церебриновой кислоты", полагал, что мозг представляет собой смесь нейтральных липидов, таких как олеин, и фосфорной кислоты. Гобли нашел изящное решение этого вопроса, последовательно выполнив ряд тщательных шагов. Используя в качестве моделей биологические ткани – яичный желток (1846–1847), икру карпа (1850), икру рыб карпа (1850), мозговое вещество различных позвоночных, включая курицу, и, наконец, человека, а также жировые вещества, содержащиеся в жидкостях организма: кровь (1852), желчь (1856), Гобли в серии работ, усердно проводимых на протяжении более 30 лет, классифицировал различные жировые вещества из разных биологических тканей, охарактеризовал их свойства, определил их структуру, установил связи между различными категориями (семенная жидкость, мозг) и областями зоологии (птицы, рыбы, млекопитающие), прояснил сходства в строении тканей и выявил их различия в зависимости от выполняемых функций (1874).

Идентификация и химический распад лецитина, первого из фосфолипидов, 18481874

В течение следующих трех лет, с 1848 по 1850 год, Гобли расширил сферу своих исследований, одновременно изучая яичный желток, икру карпа, рыбную икру и ткани мозга. В 1850 году ("Recherches chimiques sur les œufs de carpe") он обнаружил присутствие своего "фосфорированного вещества" с идентичными свойствами в икре карпа; он предложил назвать его лецитином, что и было исторически подтверждено, исходя из греческого слова lekithos (яичный желток) (Journal de Pharmacie et de Chimie, Париж, 1850, 17, 401), тем самым подчеркнув явную связь с его ранними работами. Вслед за этим он продемонстрировал, что лецитин, независимо от способа его получения (из яичного желтка, икры карпа, рыбной икры, мозга человека), и даже если он не полностью очищен, при гидролизе всегда дает смесь олеиновой кислоты, маргариновой кислоты и глицерофосфорной кислоты, и ни при каких обстоятельствах не образует ничего, подобного фосфорной кислоте, что можно было бы ожидать, если бы в реакцию вступали обычные жирные кислоты, такие как фосфоолеиновая кислота ("Recherches chimiques sur la laitance de carpe." Journal de Pharmacie et de Chimie 1851, t19, 406). И наоборот, он показал, что нефосфорная фракция яичного желтка, которую он назвал "церебрином", абсолютно идентична по химическому составу и реакционной способности "мозговой кислоте", идентифицированной Эдмондом Фреми и М. Р. Д. Томпсоном в мозге. В 1852 году он обнаружил присутствие лецитина в венозной крови (Recherches chimiques sur les matières grasses du sang veineux de l'homme), а в 1856 году – и в желчи (Recherches sur la nature chimique et les propriétés des matières grasses contenues dans la bile). Однако ему все еще не хватало одного элемента для полного понимания структуры лецитина. Этот элемент был найден в 1860-х годах в ходе параллельных исследований, в основном проводимых в Германии, которые выявили еще один новый компонент биологических жиров – холин, впервые в желчи, произведенной печенью, немецким химиком Адольфом Штрекером (Ann. Chem. Pharm. 1868, 148, 77), а вскоре после этого – в мозге человека в результате исследований Оскара Либрейха в Берлине (который, полагая, что он идентифицировал другое вещество, первоначально назвал его "неврином") и последующих дополнений Дибковского, Баера и Вурца. Используя эти дополнения к своим собственным работам, Гобли в 1874 году завершил эту долгую, кропотливую и последовательную серию исследований, предложив окончательную структуру лецитина, гидролиз которого дает ровно одну олеиновую кислоту, одну маргариновую кислоту, одну глицерофосфорную кислоту и один холин ("Sur la lécithine et la cérébrine", Gobley J Pharm Chim 1874, 19, 346). Последующие исследования расширили понятие лецитина яичного желтка до широкого семейства лецитинов, соответствующих этой структуре, сочетающих холиновую головку и глицерофосфорную кислоту с различными жирными кислотами. В общем, лецитин, или, точнее, фосфатидилхолин, получают с использованием насыщенной жирной кислоты, например, пальмитиновой кислоты или гексадекановой кислоты H3C (CH2)14 COOH (маргариновая кислота, идентифицированная Гобли в яичном желтке, теперь называемая гептадекановой кислотой H3C (CH2)15 COOH, относится к этому классу), и ненасыщенной жирной кислоты, здесь олеиновой кислоты или 9Z-октадеценовой кислоты, как в оригинальном лецитине яичного желтка, исследованном Гобли.

In the course of the next three years 1848–1850, Gobley extended the scope of his research in parallel over egg yolk, carp fish eggs, fish roe, and brain tissue. In 1850 ("Recherches chimiques sur les œufs de carpe"), he evidenced the presence of his "matière phosphorée", with identical properties, in carp fish eggs; he proposed for it the name of lecithin which history upheld, from the Greek lekithos (egg yolk) (Journal de Pharmacie et de Chimie, Paris, 1850, 17, 401), thus underlining the clear link with his early studies. And in its wake he demonstrated that lecithin, however obtained (from egg yolk, carp fish eggs, fish roe, human brain), and even though not totally purified, always yields a mix of oleic acid, margaric acid and glycerophosphoric acid when hydrolyzed, and under no circumstances whatsoever anything like phosphoric acid which would have been expected if ordinary fat matter acids, such as phospho oleic acid, had been involved ("Recherches chimiques sur la laitance de carpe." Journal de Pharmacie et de Chimie 1851, t19, 406). Conversely, he demonstrated that the non phosphoric fraction of egg yolk, that he had called "cérébrine" is absolutely identical in chemical breakdown and reactive properties to the "acide cérébrique" identified by Edmond Frémy and M. R. D. Thompson in the brain. In 1852, he evidenced the presence of lecithin in veinous blood (Recherches chimiques sur les matières grasses du sang veineux de l'homme), and in 1856, in bile as well (Recherches sur la nature chimique et les propriétés des matières grasses contenues dans la bile). However, he still lacked one brick for a complete breakdown of lecithin's structure. That brick was found during the 1860s by parallel work conducted mainly in Germany, that identified yet a new component of biological fat matters, choline, first in the liver produced bile by the German chemist Adolph Strecker (Ann. Chem. Pharm. 1868, 148, 77), then shortly afterward in the human brain through the research of Oscar Liebreich in Berlin (who believing he had identified a different matter named it initially "nevrin") and in his wake complementary contributions by Dibkowsky, Baeyer and Wurtz. Using these additions to his own work, Gobley in 1874 crowned this long, patient and unyielding series of steps through a final proposal of a complete structure for lecithin, whose hydrolysis yields exactly one oleic acid, one margaric acid, one glycerophosphoric acid and one choline ("Sur la lécithine et la cérébrine", Gobley J Pharm Chim 1874, 19, 346). Later studies expanded the egg yolk lecithin into a wide family of lecithins answering to this structure, combining with a choline head and glycerophosphoric acid a variety of fatty acids. In general, a lecithin, or more precisely a phosphatidylcholine is obtained using a saturated fatty acid, in the example here palmitic acid or hexadecanoic acid H3C (CH2)14 COOH (margaric acid identified by Gobley in egg yolk, now named heptadecanoïc acid H3C (CH2)15 COOH, belongs to that class) and an unsaturated fatty acid, here oleic acid or 9Z octadecenoic acid as in Gobley's original egg yolk lecithin).