Нобелови лауреати – 1939 година

Адолф Бутенанд (Аdolf Butenandt)

24 март 1903 г. – 18 януари 1995 г.

Нобелова награда за химия, 1939 г. (Заедно с Леополд Ружичка)

(За изследванията му, свързани с половите хормони.)

Немският биохимик и физиолог Адолф Фридрих Йохан Бутенанд е роден в Бремерхафен в семейството на Ото Бутенанд и Вилхелма (Томпторд) Бутенанд. Като завършва средно училище в Бремерхафен, той постъпва през 1921 г. в Марбургския университет, където започва да учи химия и биология. Продължава обучението си в Гьотингенския университет при Адолф Виндаус.

Една от лекциите по биохимия на холестерина, изнесена от Виндаус през 1924 г., засяга различните пътища за използване на основната молекула на холестерина за многобройни биологични цели при различните видове животни. Наблюденията на Виндаус оказват решаващо влияние върху Бутенанд, който по-късно си спомня: "И формата, и съдържанието на лекцията... отговаряха на моя, досега напразно търсен път за научни изследвания - на границата между химията и биологията". Като завършва дисертацията си за химията на ротенона, съединение, което се използва в инсектицидите, Бутенанд получава през 1927 г. в Гьотингенския университет докторска степен по химия и става асистент в университетския Институт по химия.

Приблизително по същото време ръководителят на научно-изследователския отдел на химико-фармацевтичната фирма "Шеринг" Валтер Шолер се обръща към Виндаус с молба за изследване на химичната структура на женските полови хормони. Виндаус му препоръчва за тази цел Бутенанд. "Шеринг" предоставя на учения концентрирани екстракти на биологически активно хормонално вещество, получено от урината на бременна жена. От това вещество Бутенанд изолира през 1929 г. женски полов хормон в чиста кристална форма. Тъй като той е синтезиран и отделен от клетки, които запълват фоликулите на яйчниците, Бутенанд нарича веществото фоликулин. Преименуван по-късно на естрон, този хормон е естроген, който определя особеностите на телосложението на жената и стимулира развитието на женските полови органи. Приблизително по същото време, независимо от Бутенанд, американският биохимик Едуард А. Дойзи синтезира естрон в кристален вид. През 1931 г. Бутенанд и неговите колеги потвърждават откриването на втори женски полов хормон, също естроген, направено в Лондон от Г. Ф. Мериън. Той е наречен естриолом.

След това Бутенанд се заема с проблема за химическата идентификация на мъжкия хормон, синтезиран и изолиран при опити с клетки на Лайдиг. През 1931 г. той и неговите колеги отделят този хормон в чист кристален вид и го наричат андростерон. По-късно е доказано, че той е свързан биологично с основния мъжки полов хормон - тестостерона.

През 1931 г. Бутенанд заема длъжността приват-доцент (ненщатен преподавател) към катедрата по биологична химия, изпълнявайки едновременно длъжността ръководител на лабораторията по неорганична и органична химия в Гьотингенския университет. Две години по-късно тай е назначен за професор по химия и директор на Института по органична химия към Данцигския технологичен институт, където работи три години.

Като изолира и пречиства естрогените и андростерона, Бутенанд се заема с анализа на точната химическа структура на естрогенните хормони естрон и естриол. Още преди това кристалографският анализ с помощта на рентгеново излъчване е дал основание да се предполага наличието на структурна връзка между естрона, естриола и стерините, които са сложни органични алкохоли, съдържащи четири плоски пръстена (за пример може да послужи холестерина). През 1932 г. Бутенанд и неговите колеги доказват с помощта на спектрографски и химически анализ, че биологичната активност на естрона и естриола зависи от двойните въглеродни връзки в цикличната структура на молекулата на стерина. Анализирайки химическата структура на естрона и естриола, те достигат до извода, че за ядро на всеки хормон служи пръстенът на фенантрена, съдържащ две метални групи. Това откритие има особено значение, защото по такъв начин е доказано, че женските полови хормони и стерините (особено холестеринът и жлъчните киселини) са тясно свързани химически. По-късно се изяснява, че холестеринът е изходно биохимично вещество за мъжките и женските полови хормони.

През 1934 г. Бутенанд и неговите колеги получават в кристален вид прогестерон - хормон, който подготвя матката за имплантация на оплодената яйцеклетка. Те доказват, че прогестеронът и производният от него прегнандиол, получен от урината на бременна жена, са тясно свързани. Пет години по-късно Бутенанд синтезира прогестерон от изходното му вещество холестерин.

Бутенанд и неговите колеги помагат да се разбере структурата на андростерона, като откриват, че в него се съдържа един атом въглерод повече, отколкото в естрогените, и осем атома водород повече, отколкото в естрона. Те също така откриват, че, подобно на естрогените, андростеронът е стерин, състоящ се от четири пръстена, но с допълнителна метална група и пет допълнителни атома водород, които се проектират от ядрото на стерина. Основният мъжки полов хормон - тестостеронът - е отделен от образци опитна тъкан от други изследователи. През 1935 г. Бутенанд и Леополд Ружичка независимо един от друг синтезират тестостерон от неговия биохимичен предшественик. Бутенанд открива също така биохимичния път на взаимното превръщане на мъжките и женските полови хормони, който химически се обяснява със стериновото им ядро. Двамата изследователи откриват, че мъжката полова хормонална активност се определя от двойната връзка между четвъртия и петия атом въглерод в състоящото се от четири пръстена стериново ядро. Ако тази двойна връзка се наблюдава между първия и втория атом въглерод, възниква женско естрогенно влияние на молекулата. Откриването на тези специфични химически страни на биологичната активност е един от най-важните аспекти на провежданите от Бутенанд изследвания на половите хормони на млекопитаещите.

През 1936 г. Макс Планк, президент на дружеството "Кайзер Вилхелм" - организация, която контролира всички научни изследвания в Германия - предлага на Бутенанд да стане директор на Института по биохимия "Кайзер Вилхелм" (днес "Макс Планк") в Берлин.

След войната Институтът по биохимия се мести в Тюбинген и Бутенанд е назначен там за професор по физиологична химия. През 1953 г. заедно със своя колега Петер Карлсон отделя за първи път в кристален вид хормон на насекомо. Наречено екзидон, това вещество стимулира образуването на какавидите при гъсениците. По-късно Карлсон доказва, че екзидонът е производен на холестерина и се намира в химическо сходство с половите хормони на млекопитаещите.

Когато през 1956 г. Институтът по биохимия "Кайзер Вилхилм" се премества в Мюнхен, Бутенанд е назначен за професор по физиологична химия в Мюнхенския университет. Там той изолира бомбикола, вещество, принадлежащо към нов клас биологични съединения, наречени феромони, и установява неговата природа. Отделян от женската пеперуда на копринената буба, бомбиколът има биологичната функция да привлича мъжката пеперуда.

От 1960 г. до 1972 г. Бутенанд е президент на дружеството "Макс Планк". След като излиза в оставка през 1971 г. ученият е удостоен със званието почетен професор на Мюнхенския университет.

През 1931 г. Бутенанд се жени за Ерика фон Зигнер. Съпрузите имат седем деца - двама сина и пет дъщери.

Сред многото награди, получени от Бутенанд, са Големият кръст на ордена "За федерална служба", присъждан от правителството на ФРГ (1959 г.) и френския Орден на Почетния легион (1969 г.). През 1973 г. дружеството "Макс Планк" връчва на учения медала Адолф фон Харнак. Бутенанд има почетни степени от университетите в Грац, Лидс, Мюнхен, Мадрид и Тюбинген, а също така е почетен член на Нюйоркската академия на науките, на Японското биохимическо дружество, на академиите на науките на Австралия и Франция, на Лондонското кралско дружество.

Превод от руски: Павел Б. Николов