Нобелови лауреати – 1953 година

Фриц Липман (Fritz Lipmann)

12 юни 1899 г. – 24 юли 1986 г.

Нобелова награда за физиология или медицина, 1953 г. (заедно с Ханс Адолф Кребс)

(За откриването на коензим А и неговото значение за междинния метаболизъм.)

Германско-американският биохимик Фриц Алберт Липман е роден в Кьонигсберг (днес Калининград), син е на Гертруд (Лахмански) Липман и Леополд Липман, адвокат. Под влияние на чичо си, който е педиатър, Липман започва да учи през 1917 г. медицина в Кьонигсбергския университет. В края на Първата световна война той прекарва няколко месеца в армията, в медицинските войски, а след това продължава образованието си в Мюнхенския и Берлинския университет, който му присвоява през 1922 г. медицинска степен за дисертация по колоидна химия. Липман остава в Берлин още три месеца, като изкарва интензивен тримесечен курс по биохимия, след което получава стипендия за провеждане на опити по фармакология в Амстердамския университет (Холандия). Като решава да стане биохимик, той постъпва в Кьонигсбергския университет. През 1927 г. за дисертация, разработваща въпроса за биохимичните реакции на мускулните клетки, Липман получава в Берлинския университет докторска степен по химия.

През следващите две години той работи като асистент на Ото Майерхоф в Биологическия институт „Кайзер Вилхелм“ в Берлин. Когато през 1929 г. Майерхоф се мести в Института за медицински изследвания „Кайзер Вилхелм“ в Хайделберг, Липман отива с него. В Хайделберг той се запознава с Ото Хан – специалист по ядрена физика, а също така с биохимиците Ото Варбург и Ханс Кребс.

Към средата на 20-те години учените разработват обща схема на клетъчния въглехидратен метаболизъм. Става ясно, че въглехидратите гликоген и глюкоза се разделят химически както чрез окисляване (аеробна гликолиза, или дишане), така и чрез ферментация (анаеробна гликолиза). В първия случай глюкозата (молекула с 6 атома въглерод) се превръща в молекула пирогроздена киселина с 3 атома въглерод, която след това се окислява до въглероден двуокис и вода. При анаеробната гликолиза пирувáтът преминава в лактат (също с молекула, която има 3 атома въглерод). Майерхоф доказва, че малка, но съществена част от лактата, произвеждан от активните мускулни клетки, се окислява по-нататък до въглероден двуокис и вода.

Подобно на Майерхоф, Липман проявява интерес към изясняването на механизмите, чрез които живите клетки изработват и оползотворяват енергията. Той открива, че натриевия флуорид забавя окисляването на млечната киселина. Липман проучва също така биохимията на креатинфосфата (фосфокреатина), чието разделяне е по-тясно свързано с мускулните контракции от млечната киселина. През 1931 г. Липман се връща в Биологическия институт „Кайзер Вилхелм“ в Берлин като асистент на Алберт Фишер, който го научава да култивира фибробласти (клетки на ембионалната тъкан) в култура in vitro - доста полезен метод за проучване на клетъчния метаболизъм.

Чрез своя по-голям брат, който е актьор, Липман се запознава с литературния и театралния живот в Берлин. Именно в тези сфери по време на бал с маски той среща американката Елфреда М. Хол, за която се жени през 1931 г. През същата година семейството заминава за Ню Йорк, където, след като получава субсидия от фонда „Рокфелер“, Липман заедно с химика П. А. Ливин проучва фосфорилирането на протеините в Рокфелеровия институт за медицински изследвания (днес Рокфелеров университет).

През 1932 г. Липман се присъединява отново към Фишер в новата лаборатория на Биологическия институт на фонда „Калсберг“ в Копенхаген (Дания). В продължение на следващите 7 години той проучва как клетките изработват енергия, за да осъществят биохимичните реакции, необходими за поддържането на живота. Той открива, че в присъствието на кислород анаеробната гликолиза се потиска. За анализирането на това явление, наречено ефект на Пастьор, Липман изследва окисляването на пирувáтите (сложни етери или соли на пирогроздената киселина, междинен продукт на метаболичния процес). С помощта на ферментната система, получена от бактерията Lactobacillus delbrueckii, той доказва, че превръщането на пирувáта в ацетат зависи напълно от неорганичния фосфат и води до образуване на фосфорилирана форма на ацетата - ацетилфосфат. Липман достига до извода, че ацетилфосфатът е химически активна форма на ацетата, която, съединявайки се с оксалацетата, образува лимонената киселина в първото звено от цикъла на Кребс - верига на метаболичните реакции на въглехидратите и мастните киселини.

В края на 30-те години Германия разпространява сферата на влиянието си и върху Дания. Разбирайки, че като евреин не може нито да се върне в Германия, нито да остане в Дания, Липман емигрира с жена си през 1939 г. в Съединените щати. Там той е назначен на длъжността научен сътрудник в биохимичния отдел на медицинския колеж към Корнелския университет (Ню Йорк). Липман остава в Корнел до 1941 г., а след това става научен сътрудник в хирургическото отделение на Харвардското медицинско училище към Масачузетската обща болница в Бостън. Две години по-късно е назначен за научен сътрудник, а след това, през 1949 г. - за професор по биохимия в Харвард. През 1944 г. получава американско гражданство, а през следващата година на съпрузите Липман се ражда син.

По време на изследването на клетъчния метаболизъм Липман изказва през 1941 г. предположението, че основен източник на енергия за поддържането на метаболичните реакции в живата клетка е аденозинтрифосфата (АТФ) - централно съединение на фосфатната група, съставящо нуклеотидната молекулярна структура. Химическите връзки, образувани от тази фосфатна група, доставят енергията, използвана от клетките на човешкото тяло. Но до откриването от Липман и от неговите колеги на кофермента А през 1945 г. не е ясно по какъв начин АТФ освобождава клетъчна енергия. След изолирането и синтезирането на този катализатор Липман доказва как именно АТФ помага да се превърне енергията на фосфатните връзки в други нужни за организма форми на химическа енергия. Това откритие внася важна добавка за разшифроването на цикъла на Кребс, в процеса на който храната се трансформира във физическа енергия на клетката. Коферментът А се намира във всички живи клетки - на растенията, на животните и на микроорганизмите.

През 1957 г. Липман става професор по биохимия в Рокфелеровия университет. Там се посвещава на проучването на необичайните фосфатни съединения като карбамилфосфата, на структурата на раковите клетки, на хормона на щитовидната жлеза и на неговата роля за регулирането на обмяната на енергия в организма, на процесите, протичащи в междинните фази на метаболизма. Като получава званието почетен професор от Рокфелеровия университет през 1970 г., Липман остава до последните дни на живота си активен изследовател.

Ученият умира в Пъкипси (щат Ню Йорк).

Липман е член на Националната академия на науките, на Американското дружество на биохимиците, на Американското философско дружество, а също така е чуждестранен член на Лондонското кралско дружество. Награден е с медала Карл Нойбърг на Американското дружество на европейските химици (1948 г.) и с националния медал “За научни постижения“ на Националния научен фонд (1966 г.). Удостоен е с наградата Мид Джонсън на Американската академия по педиатрия (1948 г.), с почетни степени от университетите в Париж, Чикаго и Копенхаген, а също така от Харвардския и Рокфелеровия университет и от Медицинския колеж „Алберт Айнщайн“.

Превод от руски: Павел Б. Николов