Фредерик гоуленд хопкинс открытие витаминов

Фредерик гоуленд хопкинс открытие витаминов

Английский биохимик Фредерик Гоуленд Хопкинс родился в Истборне (Восточный Суссекс) у Элизабет (Гоуленд) и Фридерика Хопкинсов. Его двоюродный брат – поэт Джерард Мэнли Хопкинс. Отец Х., продавец книг и страстный поклонник науки, внезапно умер вскоре после рождения сына. Любивший одиночество и склонный к рассуждениям, Фредерик проводил много времени за чтением Диккенса и сочинением стихов. В возрасте 8 лет ему впервые было разрешено использовать микроскоп отца для изучения живых организмов, которые он вылавливал в море. То, что Х. видел, развивало его интерес к науке гораздо больше, чем скучное школьное обучение, хотя рядом не было никого, кто мог бы объяснить ребенку увиденное.

В 1871 г. его мать переехала в Инфильд, сельскую местность недалеко от Лондона, чтобы жить вместе со своими матерью и братом, а Х. был отправлен в лондонскую городскую школу, где его успехи по химии и английскому языку были отмечены наградами. Скучающий и одинокий, он предпочитал школе посещение музеев и библиотек, и хотя его официально не отчислили из школы, но предложили покинуть ее. После этого он был определен в частную школу с трехгодичным обучением. Когда Х. исполнилось 17 лет, семья, считая, что его образование закончено, подыскала ему работу в качестве страхового служащего. Однако вскоре после окончания занятий в школе он написал статью о фиолетовом дыме, выпускаемом жуками-бомбардирами, которую приняли к публикации в журнал «Энтомолог» («The Entomologist»). Позже он напишет: «С тех пор я биохимик в сердце». В течение последующих трех лет он обучался аналитической химии в фармацевтической фирме. Используя небольшое наследство, доставшееся от дедушки, Х. смог изучать химию вначале в Королевской школе Южного Кенсингтона, а затем в Университетском колледже Лондона. Высокая оценка, полученная на экзамене по химии, дала ему возможность стать ассистентом сэра Томаса Стивенсона, эксперта по токсикологии и специалиста по судебной медицине в госпитале Гюи. Работая со Стивенсоном, которого считал «прирожденным и замечательным руководителем», Х. получил степень бакалавра естественных наук в Лондонском университете. По рекомендации Стивенсона он в 1888 г. был зачислен в медицинскую школу Гюи со стипендией Гулла для исследований.

В Гюи Х. продолжил клинические лабораторные эксперименты. В 1891 г. он опубликовал описание осаждения мочевой кислоты при помощи хлорида аммония – аналитического метода, который использовался в течение многих лет. Он показал, что мочевая кислота является также компонентом белого пигмента некоторых бабочек; этот вывод был следствием его детской любознательности ко всем насекомым, которую он пронес через всю жизнь, и его последняя публикация касалась пигментации у насекомых.

После получения медицинской степени в Гюи в 1894 г. Х. остается в школе еще на четыре года преподавателем физиологии, химии, токсикологии и физики. В течение двух последних лет Х. возглавлял клиническое исследовательское отделение, где проводились лабораторные исследования, используемые в процессе диагностики и лечения. В рамках своих опытов в области химии белка он разработал методы выделения протеинов из крови и яичного белка, а также методы кристаллизации белков в больших количествах для дальнейших исследований.

В 1898 г. Х. был приглашен Михаэлем Фостером в Кембриджский университет в качестве исследователя и преподавателя химической физиологии, в настоящее время называемой биохимией. Фостер, очень влиятельный ученый и преподаватель, поддерживал стремление Х. работать в этой области. Должность Х. была малооплачиваемой, и он пополнял свой бюджет, занимаясь со студентами-медиками в колледже Эммануэля, стипендиатом и преподавателем которого он был в 1906 г.

В Кембридже обычное преподавание, включавшее экспериментальную работу с протеинами, привело Х. к открытию аминокислоты – триптофана. Когда полученный студентом протеин не приобрел голубого цвета при постановке стандартного цветового теста Адамкевича, Х. предположил, что анализ такой цветной реакции может привести к новым представлениям о структуре белка. Он выделил и идентифицировал триптофан, который пополнил растущий перечень других аминокислот (строительных блоков белков), уже открытых Эмилем Фишером, Альбрехтом Косселем и другими исследователями. В 1906 г. Х. показал, что различные белки, скармливаемые мышам, оказывают различные эффекты на рост тела, в частности что белки, в которых отсутствует триптофан, недостаточны для потребностей организма. Он заключил, что свойства белков зависят от типов присутствующих в них аминокислот. Полагая, что свойства белка определяются адекватной диетой, он скармливал мышам пищу, состоящую из свиного жира, крахмала и казеина (белка молока). Когда прекращался рост животных, он добавлял небольшое количество молока, содержащее некоторые отсутствующие факторы, необходимые для роста. Эти, как он назвал, «добавочные факторы пищи» впоследствии были названы польским химиком Казимежом Функом витаминами. В 1910 г. на короткое время работа Х. была прервана, что было связано со снижением трудоспособности в результате переутомления. В 1912 г. он сообщил о результатах своих исследований в статье «Эксперименты по питанию, иллюстрирующие значение дополнительных факторов в нормальной диете» («Feeding Experiments Illustrating the Importance of Accessory Factors in Normal Dietaries»). Х. рассматривал свои опыты с витаминами как второстепенные по сравнению с исследованиями, касающимися промежуточного обмена веществ, комплекса ряда реакций окисления и восстановления, при помощи которых клетки получают энергию. Согласно господствовавшей в науке теории, гигантская молекула, так называемый биоген, обеспечивает эти реакции, но доступные химические методы были неадекватными для их изучения. Х. показал, что промежуточный обмен веществ представляет собой ряды обычных химических реакций. Продемонстрировав, что в мышцах при снижении содержания кислорода накапливается молочная кислота, он и его коллега Уолтер Флетчер заложили основу для открытия использования энергии цикла метаболизма углеводов для мышечного сокращения, сделанного Арчибалдом В. Хиллом и Отто Мейергофом.

В 1921 г. Х. выделил трипептид, образованный тремя аминокислотами, который назвал глутатионом, необходимый как переносчик кислорода в клетках растений и животных. Он также открыл ксантиноксидазу, служащую катализатором окисления ксантина и гипоксантина (бесцветных кристаллических веществ) в мочевую кислоту.

Одними из наиболее ценных качеств Х. были его способности первооткрывателя в науке, умение выявлять основные спорные вопросы и вызывать к ним интерес у других исследователей. В 1914 г. Х. получил назначение руководителем отдела биохимии в Кембридже. В 1925 г. он переехал во вновь построенный Институт биохимии Данна.

В 1929 г. Х. разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине с Христианом Эйкманом «за открытие витаминов, стимулирующих процессы роста». В Нобелевской лекции «Начало истории исследования витаминов» («Earlier History of Vitamin Research») Х. напомнил своим слушателям, что в его статье за 1912 г. было отмечено существование «необходимых пищевых продуктов, не рассматривавшихся серьезно как предмет физиологической необходимости». Отдавая должное Казимежу Функу за его вклад в изучение витаминов, Х. заметил, что он сам был «первым, кто осознал истинное значение выявленных фактов».

С 1930 по 1935 г. Х. был президентом Королевского общества, что давало ему возможности вести исследовательскую работу. После 1935 г. он продолжил свои опыты по пигментам насекомых и промежуточному обмену веществ, хотя зрение его снизилось, а здоровье ухудшилось.

В 1898 г. Х. женился на Джесси Энн Стивене; у них родились сын, ставший впоследствии врачом, и две дочери, одна из которых была биохимиком. Его коллега Генри Х. Дейл описывал Х. как «человека хрупкого телосложения и слабого здоровья. Его лицо обычно было задумчивым, угрюмым, но быстро освещалось искренним вниманием, излучая юмор, или стремлением разделить с другим человеком его трудности». Умер он в Кембридже 16 мая 1947 г.

В 1925 г. Х. присвоили рыцарское звание, и в 1935 г. он был награжден орденом «За заслуги». Его многочисленные награды включали Королевскую медаль (1918) и медаль Копли Королевского общества (1926).

Источник

Фредерик гоуленд хопкинс открытие витаминов

Хопкинс (Hopkins) Фредерик Гоуленд (20.06.1861, Истборн – 16.05.1947, Кембридж), английский биохимик, удостоенный в 1929 Нобелевской премии по физиологии и медицине (совместно с Х. Эйкманом) за работы по изучению витаминов, стимулирующих рост. В возрасте 27 лет, получив наследство, поступил в Медицинскую школу при больнице Гая. Окончил химический (1889) и медицинский (1894) факультеты Лондонского университета, в 1894 получил степень доктора медицины. В 1894–98 работал химиком-аналитиком в Лондонском госпитале. С 1898 преподавал анатомию и физиологию в Кембриджском университете, где занимался исследованиями по физиологической химии. В 1914 стал профессором биохимии Кембриджского университета.

Основные труды Хопкинса посвящены метаболизму белков и биохимии питания. В 1911 он опубликовал работу о «дополнительных» факторах питания (как тогда назывались витамины). В 1907 установил (совместно с У. Флетчером), что сокращение мышц сопровождается образованием в них молочной кислоты. Занимался исследованием метаболизма углеводов. В 1921 открыл глутатион – трипептид, состоящий из остатков глицина, цистина и глутаминовой кислоты и играющий важную роль в окислительно-восстановительных процессах в клетке. С помощью цветовой реакции на белки открыл аминокислоту триптофан (совместно с Д. Коулом). Выдвинул концепцию неполноценных белков и незаменимых аминокислот.

Талант Хопкинса как экспериментатора привлёк в его лабораторию в Кембридже целую плеяду молодых исследователей; многие из его учеников стали выдающимися учёными. В 1925 Хопкинс был возведён в рыцарское достоинство, в 1926 – награждён медалью Копли Королевского общества, в 1931 избран президентом Королевского общества, в 1935 получил орден «За заслуги».

Источник

Нобелевские лауреаты: Фредерик Гоуленд Хопкинс

Как «биохимик в душе» получил премию по физиологию и медицине

Портрет английского медика и биохимика Фредерика Гоуленда Хопкинса

Как страховой агент стал нобелевским лауреатом, кто открыл незаменимую аминокислоту и какие загадочные факторы необходимы для роста, рассказывает рубрика «Как получить Нобелевку».

Фредерик Говард Хопкинс

Родился 20 июня 1861 года, Истборн, Сассекс, Великобритания

Умер 16 мая 1947 года, Кембридж, Великобритания

Нобелевская премия по химии 1929 года (половина премии, совместно с Христианом Эйкманом). Формулировка Нобелевского комитета: «За открытие витаминов, стимулирующих процессы роста».

Можно сказать, что особого выбора у нашего героя, кроме как стать известным, не было. Прапрадед Хопкинса командовал кораблем во время Трафальгарского сражения. Среди других предков нашего героя можно упомянуть генерала-консула Гавайских островов Мэнли Хопкинса, старший сын которого, Джерард Мэнли Хопкинс, стал известным поэтом.

Память о славных предках бережно хранилась в семье Элизабет и Фридерика Хопкинсов. Правда, поэт приходился будущему нобелиату кузеном, но тем не менее. Увы, отец Хопкинса, книготорговец и любитель науки, умер вскоре после его рождения, и все, что от него досталось, — это склонность к одиночеству, любовь к чтению, рассуждениям и мысленным экспериментам и отцовский микроскоп, который мальчику разрешили брать в восемь лет, чтобы изучать морских тварей, благо Истборн расположен на берегу Ла-Манша. Так Хопкинс и прожил всю свою долгую жизнь: наука и чтение (например, всего Диккенса он «проглотил» в возрасте десяти лет).

Истборн сегодня

Когда Фредерику исполнилось десять, Элизабет Хопкинс перевезла сына в Инфилд, неподалеку от Лондона. Там жили дядя и бабушка, там была возможность отправить его в лондонскую городскую школу. Пишут, что, несмотря на награды по химии и языку, Фредерику в школе было скучно, и он сбегал гулять в одиночестве по музеям и библиотекам. Так что мальчику ненавязчиво дали понять, что лучше бы ему покинуть учебное заведение для общей радости. Пришлось отдать мальчика в частную школу-пансион с трехлетним обучением, где он и проучился до 17 лет.

Впрочем, после этого семья (на самом деле дядя) решила, что образования для молодого человека достаточно, и его уже ожидает стул клерка в одной из страховых компаний Сити. Впрочем, такая карьера продлилась всего шесть месяцев, за которую будущий нобелиат успел отметиться только тем, что «был все время на своей волне».

А затем случилось странное: Хопкинс, не оставивший своего интереса к природе, написал статью о «фиолетовом дыме», который выпускают жуки-бомбардиры. И статью приняли в научный журнал The Entomologist. По словам самого Хопкинса, он «с тех пор биохимик в душе».

Жук-бомбардир

Так началась научная карьера Фредерика. Знакомый семьи посоветовал не мучить молодого человека ерундой и позволить ему применять на практике свой мозг. Небольшое наследство, доставшееся ему от деда, позволило юноше поучиться сначала аналитической химии в одной фармацевтической фирме, затем пройти курс общей химии в Королевской школе Южного Кенсингтона и в самом Университетском колледже Лондона. Химия захватила его, и результатом стали отличные оценки. Они-то и позволили Хопкинсу стать ассистентом сэра Томаса Стивенсона, выдающегося британского токсиколога.

Именно у Стивенсона в медицинской школе Гая и прошли первые научные эксперименты Хопкинса. Здесь он и остался уже преподавателем после получения медицинской степени в 1894 году. Впрочем, в 1898 году мы видим Стивенсона уже в Кембридже. И здесь он совершает случайное, но очень важное открытие: во время обыкновенного занятия со студентами по белкам полученный одним из студентов белок не окрасился, как положено, реакцией Адамкевича в синий цвет. Хопкинс заинтересовался неудачным опытом и выделил вскоре из непослушного белка новую аминокислоту — триптофан.

Структура триптофана

Следующим шагом к Нобелевской премии, сделанным Хопкинсом, стал эксперимент, в котором тот показал, что для полноценного питания мышам недостаточно есть белки, в которых нет триптофана. Так появилась концепция незаменимых аминокислот.

Дальше, в 1906-1910 годах, Хопкинс показал, что в пище содержатся некоторые дополнительные факторы, которые необходимы для роста. Именно их польский химик Казимир Функ и назвал витаминами, именно за эти работы, суммированные в статье «Эксперименты по питанию, иллюстрирующие значение дополнительных факторов в нормальной диете» (Feeding Experiments Illustrating the Importance of Accessory Factors in Normal Dietaries). Хопкинс и получил в 1929 году свою Нобелевскую премию. А Функ – нет.

В своей нобелевской лекции Хопкинс, конечно, отдал Функу должное, но тем не менее заявил, что именно он был «первым, кто осознал истинное значение выявленных фактов». С другой стороны, а что делать, если это правда.

Во время получения Нобелевской премии Хопкинсу было уже 68 лет. При этом он сохранил исследовательскую хватку. Например, в 60 лет он открыл трипептид глутатион, важнейший клеточный метаболит, а в 68 смог установить его структуру.

Структурная формула глутатиона

Хопкинс прожил долгую и насыщенную жизнь, дожив до 1947 года. В огромном 32-страничном некрологе его биографию изложил сэр Герни Дейл, еще один Нобелевский лауреат, первооткрыватель нейромедиатора ацетилхолина. Он написал, что Хопкинс не только прожил удивительную жизнь в «формирующую эпоху», но и играл в ней лидирующую роль.

Источник