Текст книги "Великие открытия и люди. 100 лауреатов Нобелевской премии XX века"

Кроуфут-Ходжкин Дороти Мэри
(1910—1994)
Английский химик и биохимик

Дороти Мэри Кроуфут-Ходжкин родилась в Каире, в Египте, который в то время находился под властью Англии. Отец, Джон Уинтер Кроуфут, был специалистом в области классической английской филологии и археологом Египетской службы образования. Он часто помогал своей жене Грэй Мэри (в девичестве Худ), талантливому любителю-ботанику, которая впоследствии описала флору Судана, а также стала международным авторитетом по коптским тканям.

Дороти, старшей из четырех дочерей, было 4 года, когда началась Первая мировая война. Боясь возможного нападения со стороны турецкой армии, родители отправили детей в Англию, к бабушке по линии отца в г. Уортинг, расположенный в нескольких милях от Брайтона, на берегу Ла-Манша. После прекращения военных действий в 1918 году мать Дороти вернулась в Англию и поселилась с детьми в г. Линкольне, где в домашних условиях обучала их истории, естествознанию и литературе. В течение трех последующих лет мать Грэй Мэри курсирует между Англией и Ближним Востоком, пока не оседает в г. Гелдстоне, Восточный Суффолк, где предки Кроуфутов жили в течение столетий.

До 1928 года Ходжкин посещала школу Джона Лимана, расположенную вблизи Беклеса. В школе она увлекалась кристаллами и это побудило ее к более углубленному изучению истории кристаллографии, а также химии, предмета, обычно изучавшегося в те времена только мальчиками. В возрасте 13 лет во время посещения отца в Хартуме, где он занимал пост директора отдела образования и изучения античности Судана, она встретила А. Ф. Джозефа, химика-почвоведа, который помог ей провести количественный анализ некоторых местных минералов.

В 1926 году ее отец стал директором Британской школы археологии в Иерусалиме, и после окончания школы Ходжкин приезжает к своим родителям в Палестину. Раскапывая византийские храмы в Джераше (Трансиордания, а ныне Иордания), она увлеклась археологией, но, несмотря на это, вернувшись в Англию, приступила к изучению химии в Сомервилл-колледже, в Оксфорде.

После окончания Сомервилл-колледжа в 1932 году Ходжкин получила возможность провести работу в Кембриджском университете с выдающимся физиком Дж. Д. Берналом. Бернал занимался рентгеноструктурными анализами кристаллов стеролов (твердых циклических спиртов, таких, как холестерин, обнаруженных в биологических тканях), что являлось предметом ее особого интереса. Спустя два года она вернулась в Сомервилл на отделение минералогии и кристаллографии и оставалась там на протяжении почти всей своей профессиональной деятельности.

Получив с помощью химика-органика Роберта Робинсона субсидию на приобретение рентгеновского аппарата, Ходжкин продолжила анализ стеролов, особенно иодида холестерина. За диссертацию по этой теме она в 1937 году получает докторскую степень.

Через три года после начала Второй мировой войны Ходж кин приступила к исследованиям пенициллина – антибиотика, открытого в 1928 году Александером Флемингом и очищенного позднее Эрнстом Б. Чейном, с которым она встретилась в Кембридже, и Хоуардом У. Флори. В военное время в этом лекарстве возникла самая острая потребность для лечения инфекционных заболеваний, вызываемых бактериями. Но поскольку химическая структура пенициллина была почти неизвестна, не могло быть и речи о его синтезировании и массовом выпуске.

Ходжкин приступила к изучению пенициллина с помощью рентгеноструктурного анализа. Пропуская рентгеновские лучи через кристаллы пенициллина под разными углами, группа определила результирующую дифракцию образцов, зарегистрированную на фотографических пластинах, и вычислила расположение ключевых атомов в кристаллической решетке. Позднее использование IBM-компьютера с программами на перфокартах дало возможность упростить лабораторную задачу получения карт электронной плотности, по которым Ходжкин и ее коллеги в 1949 году определили молекулярную структуру пенициллина.

Еще до окончания работы с пенициллином Ходжкин в 1948 году применила рентгеноструктурный анализ для изучения витамина В12, который предотвращает анемию, потенциально смертельное состояние крови. В это время становятся доступными электронные компьютеры, используемые для вычислений. Ходжкин окончательно определила молекулярную структуру витамина В12 в 1957 году.

«За определение с помощью рентгеновских лучей структур биологически активных веществ» Ходжкин получила в 1964 году Нобелевскую премию по химии.

В 1937 году она вышла замуж за Томаса Ходжкина, сына оксфордского историка, внука двух других историков, потомка Томаса Ходжкина (рак лимфатической системы назван по его имени – болезнью Ходжкина) и кузена физиолога Алана Ходжкина.

Ее муж–историк, специализирующийся в области экономической и политической истории Африки. Несколько лет он провел на преподавательской и исследовательской работе в развивающихся странах. Он был профессором и директором института Африки в университете Ганы. Кроуфут-Ходжкин сочетает успешную и обширную научную работу со счастливой семейной жизнью. В семье Ходжкинов трое детей, которые унаследовали склонности отца. Старший сын-математик, ряд лет преподавал в Алжире, дочь – преподаватель истории в Замбии и Габоне, младший сын – специализируется в области сельского хозяйства и также готовится к работе в развивающихся странах Азии и Африки, в частности, Индии и Иране.

Любимыми развлечениями в семье считались пешие прогулки. Сама Кроуфут-Ходжкин считала, что кроме этого для нее отдыхом и развлечением служит воспитание внуков, а также интерес к археологии, который сохранился у нее с детства на всю жизнь.

Дороти Мэри Кроуфут-Ходжкин скончалась 29 июля 1994 в возрасте 84 лет.

Удостоенная многочисленных наград, Ходжкин имела почетные ученые степени Кембриджского, Гарвардского и Броуновского университетов, а также университетов Лидса, Манчестера, Суссекса, Ганского, Чикагского и многих других. Она была второй англичанкой, награжденной орденом «За заслуги»; была награждена также Королевской медалью, медалью Копли Лондонского королевского общества и золотой медалью им. Ломоносова Академии наук СССР. Она являлась иностранным членом Академий наук Соединенных Штатов Америки, Советского Союза, Нидерландов, Югославии, Ганы, Пуэрто-Рико и Австралии. Она обеспечивала финансирование Международного кристаллографического союза и являлась его президентом с 1972 по 1975 г.

Вудворд Роберт Бёрнс
(1917—1979)
Американский химик-органик

Вудворд родился в Бостоне, в семье Артура Честера Вудворда, сына аптекаря из Роксбери (Массачусетс) и Маргарет (урожденной Бёрнс), дочери выходца из Шотландии. В 1918 году, когда Роберту исполнился один год, его отец умер от пандемии гриппа.

В 16 лет Вудворд окончил среднюю школу Куинси. С детских лет Вудворд любил химию и много времени он проводил за работой в домашней химической лаборатории. Уже тогда поразительное знание органической химии выделяло его среди сверстников.

Когда в 1933 году он поступил в Массачусетский технологический институт, ему была предоставлена возможность самостоятельно работать в лаборатории над исследованиями гормонов. В 1936 году получил степень бакалавра естественных наук, а через год, в двадцатилетнем возрасте, докторскую степень.

Во время Второй мировой войны Вудворд – консультант «Полароид корпорейшн» Вудворд и его коллега У. Э. Деринг в 1944 году впервые синтезировали хинин. Метод Вудворда заключался в том, чтобы начинать с простой молекулы и, добавляя или устраняя атомы углерода, формировать основу желаемого продукта. В случае хинина в этом процессе использовалось 17 превращений для создания остова и еще много реакций для воссоздания функциональных групп.

Три года спустя в сотрудничестве с К. Г. Шраммом Вудворд создал аналоги природных белков, последовательно соединяя звенья аминокислот в цепь.

В 1951 году во главе исследовательской группы осуществил синтез холестерина и кортизона. При синтезе кортизона следовало избежать образования смеси 64 стереоизомеров. Вудворд успешно применил свой метод последовательного наращивания углеродной цепи с образованием каждый раз нового асимметрического центра с последующим отбором необходимого стереоизомера.

Он и далее продолжал осуществлять кажущиеся невозможными синтезы, причем синтез стрихнина до сих пор повторить не удалось. Среди полученных им соединений были порфирины – хлорофиллы a и b и витамин В12, стероид ланостерин, алкалоиды симперверин, стрихнин, патулин, лизергиновая кислота, резерпин и колхицин, биорегулятор простагландин F2a, антибиотики тетрациклин и цефалоспорин. Он расшифровал строение пенициллина, патулина, террамицина, ауреомицина и биомицина, севина, магнамицина, глиотоксина, олеандомицина, стрептомицина, тетрадоксина и др.

Вудворд произвел революцию в области применения методов физической химии. Он популяризировал применение спектроскопии для более быстрого и точного определения молекулярной структуры.

Одновременно с Д. Уилкинсоном (Нобелевский лауреат, 1973) Вудворд расшифровал структуру ферроцена и дал ему название.

В сотрудничестве с Р. Хофманом сформулировал основанные на квантовой механике правила сохранения орбитальной симметрии для согласованных химических процессов. Будь он жив, он по праву разделил бы за это открытие Нобелевскую премию с Хофманом, которая была присуждена тому в 1981 году.

В 1965 году его наградили Нобелевской премией «За выдающийся вклад в искусство органического синтеза». На церемонии вручения премии Вудворду профессор Арне Фредга так сказал по поводу превосходства Вудворда в органической химии: «Иногда говорят, что органический синтез представляет собой одновременно точную науку и изящное искусство. Здесь неоспоримый Мастер – природа. Но я осмелюсь утверждать, что лауреат премии нынешнего года доктор Вудворд по праву занимает второе место».

В 1938 году Вудворд женился на Ирже Пуллман. У супругов было две дочери. Его вторая жена, Евдоксия Мюллер (этот брак был заключен в 1946 году), работала консультантом в «Полароид корпорейшн». У них родились сын и дочь.

«Непревзойденный король синтеза», «он продал душу дьяволу за право стать гением органической химии», «человек, который лепит молекулы». Такими и еще десятками подобных фраз сопровождается любой разговор, каждая статья о выдающемся американском ученом.

Блестящий и вдохновенный лектор, Вудворд обычно не пользовался записями или конспектами.

При своей неутомимости Вудворд не смог бы сделать так много, если бы не был предельно организованным человеком. Большую часть исходных проблем он решает в полном одиночестве, продумывая до мелочей план дальнейшей работы. Каждое утро сутуловатый, крепкого сложения профессор в строгом костюме с обязательным голубым галстуком садится в машину и за полчаса пересекает 50 миль, отделяющих его коттедж от Гарвардского университета. К девяти часам, после напряженной автозарядки, которую он предпочитает другим видам спорта, Вудворд приступает к работе.

Заядлый курильщик, он любил отдыхать, играя в футбол.

Умер ученый 8 июля 1979 года от сердечного приступа в возрасте 62 лет в своем доме в Кембридже (штат Массачусетс).

Помимо Нобелевской премии, Вудворд был награжден премией Джорджа Ледли Гарвардского университета, медалью Дэви Лондонского королевского общества, национальной медалью «За научные достижения» Национального научного фонда, медалью Уилларда Гиббса Американского химического общества, медалью Лавуазье Французского химического общества, премией Артура К. Коупа Американского химического общества и многими другими наградами. Он был членом американской Национальной академии наук и Американской академии наук и искусств, а также иностранным членом Лондонского королевского общества и профессиональных обществ многих других стран. Вудворду были присвоены почетные степени Йельского и Гарвардского университетов, университета Южной Калифорнии, Чикагского, Кембриджского, Колумбийского и многих других университетов.

Лелуар Луис Федерико
(1906—1987)
Аргентинский врач и биохимик

Луис (Луи) Федерико Лелуар родился 6 сентября 1906 года в Париже в зажиточной французской семье, которая переехала в Аргентину. С ранних лет склонный к интеллектуальной деятельности, Луис особенно ярко смог проявить свои исследовательские способности во время учебы в университете Буэнос-Айреса, который окончил в 1932 году со степенью доктора медицины. Лелуар неоднократно отмечал, что главная заслуга в достижении тех научных вершин, к которым он приходил, принадлежит его учителям. Он даже говорил о своем особом «везении на учителей». Первым наставником Лелуара был Уссаи (первый аргентинский ученый, удостоенный в 1947 году Нобелевской премии за работы по исследованию метаболизма углеводов, под руководством которого Луис в течение двух лет изучал роль адреналина в углеводном обмене.

Поскольку Лелуара все больше интересовала биохимия, он в 1936 году поехал в Англию, в биохимическую лабораторию Кембриджского университета – крупный научно-исследовательский центр, возглавляемый Фредериком Гоулендом Хопкинсом. После изучения в течение года биохимии ферментов Лелуар возвратился в Институт физиологии в Буэнос-Айресе, где он занимался метаболизмом этанола и окислением жирных кислот в бесклеточном печеночном экстракте.

Затем Лелуар присоединился к группе ученых, которые изучали роль почки в регулировании кровяного давления. Эта работа привела к получению ангиотензина пептида (который может расщепляться ренином, вырабатываемым почкой ферментом) из ангиотензиногена, создаваемого печенью белка.

В 1947 году был создан Институт биохимических исследований, директором которого стал Лелуар. Первоначальная задача научных исследований, которые проводились в этом институте, состояла в синтезе молочного сахара (лактозы). В то время биохимики знали, что происходящий в живом организме процесс распада углеводов (полисахаридов и крахмала) на более простые сахара служит источником энергии, необходимой для жизни. Значительно меньше было, однако, известно о том, каким образом эти комплексные органические молекулы синтезируются живыми системами.

В поисках фермента для катализа обратимого синтеза лактозы Лелуар и его коллеги обнаружили, что этот процесс требует наличия двух неустойчивых к нагреванию коферментов, которые он идентифицировал как глюкозо-1, 6-дифосфат и нуклеозид уридиндифосфатглюкоза. Как позднее сказал Лелуар, «присутствие в качестве кофермента уридина было в своем роде новшеством, так как в других соединениях… встречался нуклеозид аденина. Появление производных сахаров в сочетании с нуклеозидом было также новым фактором».

Под руководством Лелуара было открыто множество сахарных нуклеотидов и показаны их две основные функции: во-первых, они участвуют в процессе взаимопревращения простых сахаров и, во-вторых, действуют в качестве доноров в реакциях превращения глюкозы, ведущих к синтезу полисахаридов. В 1959 году, после того как Лелуар и его коллеги обнаружили, что гликоген (основной запасной углевод человека и животных) образуется из уридиндифосфатглюкозы, они проанализировали синтез крахмала в растениях и доказали, что участвующий в этом процессе сахарный нуклеотид представляет собой аденозиндифосфатглюкозу.

В 1970 году Лелуару была присуждена Нобелевская премия по химии «за открытие первого сахарного нуклеотида и изучение его функций в превращении сахара и в биосинтезе сложных углеводов». «Лелуар установил, что реакция превращения происходит не в сахарах как таковых, – сказал Карл Мирбак, представляя Лелуара от имени Шведской королевской академии наук, – а в соответствующих сахарных нуклеотидах». «Другие ученые быстро осознали фундаментальное значение открытия Лелуара, – продолжал он. – На сегодняшний день известны и подробно охарактеризованы более сотни сахарных нуклеотидов, участие которых в различных реакциях является решающим».

Лелуар – первый испано-говорящий лауреат Нобелевской премии по химии.

После получения Нобелевской премии Лелуар стал национальным героем Аргентины, была даже выпущена почтовая марка с его портретом.

Лелуар слыл человеком обходительным и участливом, славился умением проводить важные научные исследования при ограниченных финансовых возможностях.

Женился Лелуар в 1943 году на Амелии Зухербухлер. У супругов родилась дочь. Ученый и его жена жили в Буэнос-Айресе, здесь же Лелуар и умер 2 декабря 1987 года.

Лелуар принимал активное участие в работе Аргентинского общества биохимических исследований и Панамериканской ассоциации биохимических обществ. Ему присуждены награды и почетные степени университетов разных стран. Ученый был членом американской Национальной академии наук, Американской академии наук и искусств, Американского философского общества, Папской академии наук и Лондонской королевской академии.

Хофман Роалд
(род. 18 июля 1937 г.)
Американский химик

Роалд Хофман (при рождении Сафран), названный в честь норвежского исследователя Роальда Амундсена, родился в г. Злоцзове в Польше (ныне г. Золочев, Украина), в семье инженера Хиллеля Сафрана и школьной учительницы Клары Розен. Во время Второй мировой войны немецкая армия оккупировала эту местность, евреи по национальности, были интернированы в гетто, а затем в трудовой лагерь. В 1943 году Сафрану-старшему удалось тайно переправить сына и его мать из лагеря, и остаток войны они прятались на чердаке школы вблизи украинского хутора. Отец Роалда остался в лагере и, как большинство заключенных, был уничтожен нацистами. Роалд и его мать сумели остаться в живых и были освобождены Советской Армией в июне 1944 года. Позднее они переехали в Краков, где мальчик смог посещать школу и где мать вышла замуж за Пауля Хофмана.

В течение последующих трех лет Хофманы жили в лагере для перемещенных лиц в Австрии и Германии.

В 1949 году они смогли эмигрировать в Соединенные Штаты Америки, где обосновались в Нью-Йорке. Хофман выучил английский язык, свой шестой язык, посещая государственную школу в Бруклине, а затем поступил в Стуивесантскую среднюю школу, специализированную на изучении естественнонаучных предметов. Он начал свое высшее образование по медицине в Колумбийском университете в 1955 году и через три года получил степень бакалавра, после чего в Гарвардском университете специализировался по химии.

В 1959 году в Упсальском университете в Швеции Хофман прослушал летний курс по квантовой химии. В это время он познакомился с Евой Бёрьессон, в 1960 году они поженились и уехали в Гарвард. Вскоре после этого супруги провели год в Советском Союзе, где Хофман учился в Московском государственном университете «по обмену».

Вернувшись в Гарвард, Хофман начинает совместные исследования с Уильямом Н. Липскомбом, используя компьютерную технику для расчетов энергетических барьеров в органических молекулах.

Под влиянием Е. Дж. Кори и Р. Б. Вудворда он переключился с теоретической химии на прикладную органическую химию.

В 1965 году, пытаясь найти объяснение несколько неожиданной реакции, обнаруженной Вудвордом при синтезе витамина В12, Вудворд и Хофман открыли законы, основанные на квантовой механике и позволяющие предсказывать, будут ли продуктивны реакции для определенных комбинаций химических реагентов.

Законы Вудворда – Хофмана обеспечивают возможность математического предсказания, будет ли определенная химическая реакция поддерживать предполагаемую симметрию и соответственно будет ли образовываться продукт с более прочной связью и более высокой стабильностью, чем исходные реагенты.

Законы Вудворда – Хофмана получили широкий резонанс как наиболее выдающиеся теоретические достижения после Второй мировой войны. Из-за простоты их формулировок и отсутствия требований применения сложной компьютерной обработки они широко использовались в практической медицине и промышленности.

В 1981 году Хофман совместно с Кэнити Фукуи был награжден Нобелевской премией по химии «за разработку теории протекания химических реакций, созданную ими независимо друг от друга». Хотя Фукуи разработал свои идеи раньше Хофмана, его глубоко математизированные статьи, опубликованные в японских журналах, читал лишь небольшой круг западных химиков.

Кроме Нобелевской премии, Хофман получил премию Общества химии особо чистых соединений, лекторскую премию Гаррисона Е. Хоува, премию Артура К. Коупа (совместно с Вудвордом), премию Полинга, медаль Николса и премию за выдающиеся заслуги в развитии неорганической химии, причем все премии были вручены Американским химическим обществом, а также премию Международной академии квантово-молекулярных исследований. Он является членом американской Национальной академии наук, Американской ассоциации фундаментальных наук, Международной академии квантово-молекулярных исследований и Американского физического общества. Он обладатель почетных ученых степеней Королевского технологического института в Швеции и Йельского университета.