Герман Калькар
Герман Мориц Калькар | |
|---|---|
 | |
| Рожденный | 26 марта 1908 г. |
| Умер | 17 мая 1991 г. (83 года) |
| Награды | Избранный член:
почетные степени от |
| Научная карьера | |
| Поля | Биохимия |
| Учреждения | (Калифорнийский технологический институт) |
Герман Мориц Калькар (26 марта 1908 — 17 мая 1991) был датским биохимиком, пионером в изучении клеточного дыхания . [1] [2] Калькар внес ряд значительных вкладов в развитие биохимии 20-го века, в том числе:
- основатель биоэнергетики;
- энзимология, включая новые методы анализа;
- метаболизм галактозы как в микроорганизмах, так и в тканях животных;
- предположение, что уровни стронция-90 в молочных зубах детей коррелируют с ядерными испытаниями. [3]
Детство и молодость [ править ]
Калькар описал свою семейную жизнь как «датскую семью среднего класса — датскую на протяжении нескольких поколений». [4] Его семейная жизнь не была богатой в финансовом отношении, но была богатой интеллектуально. Его отец, Людвиг Калькар, был бизнесменом и страстно интересовался театром, особенно творчеством Генрика Ибсена . Его мать, Берта (урожденная Мельхиор) Розали познакомила Калькара с множеством французских и немецких писателей, включая Гюстава Флобера , Марселя Пруста , Иоганна фон Гете и Генриха Гейне . Калькар заметил, что это время позволило его «интересу к гуманистическим дисциплинам» развиться и процветать. [5]
В своих автобиографических размышлениях Калькар уделял мало времени своему раннему образованию и называл школьный опыт биологии «несколько статичным», за исключением «некоторых экстраординарных демонстраций в области физиологии человека» Августа Крога . Крог, физиолог и профессор Копенгагенского университета, получил Нобелевскую премию 1920 года за описание капиллярного кровотока и регуляции, познакомил датских школьников с принципами физиологии человека. Демонстрации Крога познакомили студентов с рядом современных физиологических инструментов и экспериментальных методов. [6] Этот опыт, похоже, глубоко повлиял на выбор Калькаром области исследований.
Дипломная работа [ править ]
Калькар завершил медицинское образование в Копенгагенском университете в 1933 году, а затем начал исследования для своей докторской степени. в физиологической лаборатории Эйнара Лундсгора (1899–1968); эта работа заложила основу фундаментальной биохимической парадигмы, то есть « окислительного фосфорилирования ». В этот период Лундсгаард был занят заведующим кафедрой физиологии, в результате чего Фриц Альберт Липман , недавно бежавший из Германии, [7] служил научным руководителем Калькара. Позже Калькар и Липманн независимо друг от друга разработали концепции «высокоэнергетической связи» (которую Липманн обозначил как «~P») и АТФ как универсального «переносчика энергии». [8]
Калькару посчастливилось работать в важный период развития биохимии. [9] [10] Биохимическое сообщество демонстрировало химические реакции, связанные с расщеплением пищевых продуктов, необходимых для роста. В то же время физиологи демонстрировали участие некоторых из этих реакций в различных физиологических процессах, например, в мышечном сокращении. Прорывной работой Калькара стала демонстрация того, что органические соединения, фосфорилируемые в ходе метаболических процессов, вызывают потребление кислорода; потребление кислорода было связано с фосфорилированием органических соединений. Его ключевой эксперимент продемонстрировал, что в мышцах лягушки, где , мышечное сокращение продолжалось гликолиз был ингибирован йодацетатом в течение короткого периода времени с использованием фосфокреатина в качестве источника энергии. [11] [12] [13] [14] Калькар назвал этот процесс «аэробным фосфорилированием» (теперь называемым окислительным фосфорилированием, биохимическим процессом, фундаментальным для всех живых организмов). Эта работа стала первой демонстрацией того, что окисление углеводов и фосфорилирование углеводов связаны, то есть два пути напрямую «связаны». [15] Кроме того, исследование помогло установить основной феномен окислительного фосфорилирования, открыло путь для его систематического изучения и впервые предположило, что фосфатные соединения действуют как связующее звено между катаболизмом и анаболизмом . [16]
американская работа Первая
По окончании аспирантуры Калькар получил исследовательскую стипендию Рокфеллера и провел год в Калифорнийском технологическом институте (Калифорнийский технологический институт). Прибыв в Соединенные Штаты в начале 1939 года, Калькар ненадолго посетил лабораторию Кори в Сент-Луисе по пути на западное побережье. Кори безуспешно пытались воспроизвести работу Калкара по окислительному фосфорилированию, и Калкар смог указать на ключевой элемент, отсутствующий в их эксперименте. Во время его визита в Сент-Луис Калькар и Сидни Коловик (1916–1985) стали хорошими друзьями. [17]
Калькар и его жена прибыли в Пасадену весной 1939 года и быстро стали частью социального и интеллектуального сообщества Калифорнийского технологического института, включая Макса Дельбрюка , Лайнуса Полинга , а также Джеймса и Дэвида Боннеров. По предложению Дельбрюка он посетил популярный курс микробиологии К. Б. ван Нила в Пасифик Гроув, событие, которое оказало огромное влияние на его исследовательскую карьеру. [18]
Во время учебы в Калифорнийском технологическом институте Калькар написал и опубликовал, пожалуй, одну из своих самых важных статей. Под влиянием Полинга он просмотрел литературу, посвященную биологическим энергетическим механизмам. Статья на 108 страницах, включая 310 ссылок, представляла собой виртуальный обзор состояния биохимии на тот момент. Как отметил Калькар:
Целью этого обзора было не только собрать и скоординировать знания из самых разных областей, таких как физиология животных, микробиология, химия ферментов, органическая и физическая химия, но и интерпретировать все фундаментальные биологические явления с динамической точки зрения. (стр. 167) [19]
Хотя эта статья не цитировалась широко, она была важна, поскольку Калькар предоставил убедительные доказательства роли «высокоэнергетических» соединений в метаболических процессах. В статье Калькар разработал аргументы в пользу центральной роли аденозин-5'-трифосфата (АТФ) как общего метаболического «переносчика энергии». Статья, скорее всего, не слишком цитируется, потому что наставник и друг Калькара Фриц Липманн опубликовал аналогичный обзор. [20] в котором он ввел понятие «~P» как средство обозначения «высокоэнергетической» связи. [21]
Начало Второй мировой войны привело к тому, что Калькары оказались в Соединенных Штатах; Калкару предложили должность научного сотрудника в Вашингтонском университете , и он и его жена переехали в Сент-Луис. Калкар возобновил дружбу с Коловиком, и в 1942 году они вместе работали над ферментом аденилаткиназой , который они выделили из мышечных экстрактов. [22] Дальнейшая работа по метаболизму нуклеотидов позволила ему идентифицировать нуклеозидфосфорилазу , ключевой фермент в путях спасения нуклеотидов . [23] Эта работа сыграла очень важную роль в расширении исследовательских интересов Калькара, поскольку ранее он работал со сложными физиологическими системами. В своей работе в Вашингтонском университете он сосредоточился на отдельных ферментах и их очистке. [24]
По приглашению Оливера Лоури (1910–1996) Калькар перешел в Нью-Йоркский институт общественного здравоохранения в качестве научного сотрудника. Этот шаг стал важной частью развития исследовательских биохимических способностей Калькара как энзимолога, поскольку, как прокомментировал Пол Берг , он «разработал совершенно новый подход к использованию ферментов новым способом». Лаборатория была оснащена ультрафиолетовым спектрофотометром Beckman DU , представленным в 1941 году и до сих пор относительно редким; Калькар быстро использовал этот прибор для разработки нескольких новых ферментных анализов. В 1947 году он опубликовал три статьи о ферментах пуринового метаболизма. [25] [26] [27] все из которых получили высокую оценку (3200 цитирований в 2006 г.). [28]
Знаменитый аспирант: Джеймс Д. Уотсон
Ссылки [ править ]
- ↑ Некролог - «Герман Калькар, 83 года, Управление по метаболизму», New York Times, 22 мая 1991 г.
- ^ Калькар Х.М. (1991). «50 лет биологических исследований — от окислительного фосфорилирования до регулирования транспорта энергии» . Анну. Преподобный Биохим . 60 (1): 1–37. дои : 10.1146/annurev.bi.60.070191.000245 . ПМИД 1883194 .
- ^ Калькар, Герман (2 августа 1958 г.). «Международная перепись радиации молочных зубов» . Природа . 182 (4631). Издательская группа «Природа»: 283–284. Бибкод : 1958Natur.182..283K . дои : 10.1038/182283a0 . ПМИД 13577816 .
- ^ Калькар, 1991, с. 2
- ^ Калькар, 1991, с. 2
- ^ Калькар, 1991, с. 2-3
- ^ Синглтон, Р. младший, 2007a. «Очоа, Северо». В «Новом словаре научной биографии, т. 5», под редакцией Норетты Кертге, Детройт: Charles Scribner's & Sons, стр. 305–312.
- ^ Синглтон, Р. младший, 2007b. «Калькар, Герман Мориц». В «Новом словаре научной биографии, т. 4» под редакцией Норетты Кертге, Детройт: Charles Scribner's & Sons, стр. 71-76.
- ^ Кеннеди, Юджин П. (1996). «Герман Мориц Калькар, 26 марта 1908 г. - 17 мая 1991 г.». Биографические мемуары Национальной академии наук . 69 : 148–165. ПМИД 11616253 .
- ^ Синглтон, Р. младший, 2007b
- ^ Калькар, HM (1937). «Фосфорилирование в тканях почек». Энзимология . 2 : 47–53.
- ^ Калькар, HM (1939). «Природа эфиров фосфорной кислоты, образующихся в экстрактах почек» . Биохимический журнал . 33 (5): 631–641. дои : 10.1042/bj0330631b . ПМЦ 1264425 . ПМИД 16746953 .
- ^ Калькар Х.М. (1974). «Истоки понятия окислительного фосфорилирования». Мол. Клетка. Биохим . 5 (1–2): 55–63. дои : 10.1007/BF01874172 . ПМИД 4279328 . S2CID 26999163 .
- ^ Калькар, Х.М. Биологическое фосфорилирование: развитие концепций . Прентис-холл, Энглвуд-Клиффс, штат Нью-Джерси, 1969, стр. 171–172.
- ^ Синглтон, Р. младший, 2007b
- ^ Кеннеди, Э., 1996.
- ^ Синглтон, 2007б.
- ^ Кеннеди, Э., 1996.
- ^ Калькар, HM (1941). «Природа энергетической связи в биологическом синтезе». Химические обзоры . 28 : 71–178. дои : 10.1021/cr60089a002 .
- ^ Липманн, Ф (1941). «Метаболическое генерирование и использование энергии фосфатных связей». Достижения энзимологии . 1 : 99–162.
- ^ Синглтон, 2007б.
- ^ Калькар ХМ. (1 марта 1942 г.). «Ферментативное действие миокиназы» . Ж. Биол. Хим . 143 (1): 299–300. дои : 10.1016/S0021-9258(18)72690-2 .
- ^ Калькар ХМ. (1 мая 1945 г.). «Ферментативный синтез нуклеозида» . Ж. Биол. Хим . 158 (3): 723–724. дои : 10.1016/S0021-9258(19)51352-7 .
- ^ Синглтон 2007б
- ^ Калькар, HM; Шафран, Маня (1947а). «Дифференциальная спектрофотометрия пуриновых соединений с помощью специфических ферментов: I. Определение гидроксипуриновых соединений» . Журнал биологической химии . 167 (2): 429–443. дои : 10.1016/S0021-9258(17)30997-3 . ПМИД 20285039 .
- ^ Калькар, HM; Бессманн, Алиса Н. (1947b). «Дифференциальная спектрофотометрия пуриновых соединений с помощью специфических ферментов: II. Определение адениновых соединений» . Журнал биологической химии . 167 (2): 445–459. дои : 10.1016/S0021-9258(17)30998-5 . ПМИД 20285040 .
- ^ Калькар, HM; Шафран, Маня (1947в). «Дифференциальная спектрофотометрия пуриновых соединений с помощью специфических ферментов: III. Исследования ферментов пуринового обмена» . Журнал биологической химии . 167 (2): 461–475. дои : 10.1016/S0021-9258(17)30999-7 . ПМИД 20285041 .
- ^ Синглтон 2007б
Внешние ссылки [ править ]
| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
| Другой | |
