Нобелови лауреати – 1962 година

Макс Фердинанд Перуц (Max Ferdinand Perutz)

19 май 1914 г. – 6 февруари 2002 г.

Нобелова награда за химия (заедно с Джон Кендрю)

(За изследването на структурата на глобуларните протеини.)

Английският биохимик Макс Фердинанд Перуц е роден във Виена, Австрия. Той е едно от трите деца на Адел (Голдсмит) Перуц и Хуго Перуц. Родителите му, които произхождат от богати семейства на текстилни фабриканти, се надяват, че Макс ще стане юрист и ще се заеме със семейния бизнес. Но когато Перуц учи в едно от виенските средни училища, проявява интерес към химията. През 1932 г. постъпва във Виенския университет в отделението по неорганична химия, но скоро разбира, че този предмет не му е интересен и се премества в отделението по органична химия. Именно занимавайки се с органична химия, Перуц разбира за първи път за изследванията в областта на рентгеновата кристалография, които се провеждат по това време в Кеймбриджкия университет. Като завършва университетския курс във Виена през 1936 г., той се премества в Кеймбридж, за да работи при известния професор Дж. Д. Бернал в лабораторията „Кавендиш“.

Методът на рентгеновата кристалография води началото си от 1912 г., когато Макс фон Лауе, пропускайки сноп рентгенови лъчи през кристал върху фотографска пластина, получава картина от затъмнени петна. Тази дифракционна картина – название, под което е известна днес – се оказва различна при различните кристали. Две години по-късно Уилям Х. Брег и У. Л. Брег установяват, че след като рентгеновите лъчи се отклоняват от атомите на кристала, с помощта на математически методи могат да се обработят резултатите от дифракционната картина и да се установи атомната структура на анализираното вещество.

Бащата и синът Брег изследват доста прости кристали, като кристалите на натриевия хлорид (солта), които се състоят само от няколко вида атоми. А Бернал се интересува от значително по-сложните структури на протеините и се надява, че изследванията с помощта на дифракционна картина ще му позволят в края на краищата да разбере функциите на всеки конкретен протеин. През 1937 г., като проучва метода дифракция на рентгеновите лъчи при Бернал и физика Исидор Фанкюхен, Перуц започва да изследва хемоглобина – глобуларен кръвен протеин, който пренася кислород.

През 1938 г., скоро след като Перуц започва работата си над хемоглобина, Бернал напуска Лондонския университет. Една година по-късно, когато нацистите анексират Австрия, Перуц се лишава от финансовата подкрепа на своите родители. У. Л. Брег, който малко преди това започва да работи в Кеймбриджския университет, му помага да получи субсидия от фонда „Рокфелер“. Благодарение на нея Перуц остава в университета като асистент на Брег и през 1940 г. получава докторска степен. През следващата година е интерниран в Канада като поданик на враждебна държава. Въпреки този факт интересът му към кристалните свойства на ледниците довежда до това, че през 1943 г. е назначен за сътрудник на секретен проект на съюзниците, в рамките на който под ръководството на лорд Луис Маунтбатън изследва възможностите да се използват ледените полета за летища. Този проект обаче не е осъществен никога.

След войната Перуц получава стипендия за провеждане на изследвания от „Империал кемикъл индъстрийз“ и се завръща да работи над хемоглобина в лабораторията „Кавендиш“. След две години, когато изтича срокът на стипендията, той е назначен за ръководител на групата по молекулярна биология в Кеймбриджския университет, създадена през 1947 г. от Медицинския научноизследователски съвет. Отначало негов единствен колега е Джон К. Кендрю, който по това време готви докторската си дисертация и се занимава с изследване чрез рентгеново излъчване на миоглобина – вещество, което акумулира кислорода в мускулите на животните и човека. Когато щатът на групата се увеличава с идването през 1949 г. на Франсис Крик и Джеймс Д. Уотсън, Перуц и неговите колеги се заемат с търсене на подреденост в структурата на протеиновите молекули. Ако успеят да установят, че такава подреденост наистина съществува, би било възможно да се разшифрова структурата на кристалния протеин, като се изгради негов модел по метода на пробите и грешките.

Този проблем Перуц решава едва през 1953 г., използвайки основно една разновидност на рентгеновата кристалография, известна като изоморфно заместване. При този метод атом на тежък метал, като живачен атом например, се въвежда в молекулата на кристален протеин с присъединяване към конкретен атом. Атомите на тежките метали предизвикват по-голямо отклонение на рентгеновите лъчи и следователно се получава друга дифракционна картина. Като се сравнят двете картини, може да се установи местоположението на специфичните атоми и така да се извлече важна информация за структурата на кристала.

Към 1956 г. Перуц получава половин дузина хемоглобинови молекули, във всяка от които атом на тежък метал се намира на различни места. През следващите четири години ученият събира хиляди фотографски пластини и обработва получените от тях резултати с помощта на компютри, а през 1960 г. предлага тримерен модел на структурата на хемоглобина. Резултатите от неговите изследвания са публикувани през февруари същата година в английското списание „Природа“ („Nature“) заедно с откритията на Кендрю, които се отнасят за молекулата на миоглобина.

След като получава Нобелова награда, Перуц продължава да се занимава с изследване на глобуларните протеини. Като усъвършенства създадения от него модел на хемоглобиновата молекула, той успява да покаже по какъв начин функционира тази структура, пренасяйки кислорода в кръвта. Въпреки че излиза през 1979 г. в оставка като ръководител на лабораторията по молекулярна биология (бившата група по молекулярна биология), Перуц продължава да се занимава активно с проучване на хемоглобина.

През 1942 г. Перуц се жени за Гизела Клара Пейзер, която работи като медицински фотограф. Семейството има син и дъщеря. Страстен скиор и алпинист, Перуц описва своя интерес към ледниците „основно като предлог за работа в планините“. Стеснителен и плах човек, той въпреки това остава в спомените на колегите си като изключително настойчив изследовател.

Перуц е консултант в британското министерство на отбраната, от 1963 до 1969 г. е председател на Европейската организация по молекулярна биология, а през 1974-1979 г. – професор по физиология в Кралския институт в Лондон. Награден е с Кралския медал (1971 г.) и с медала Копли (1979 г.) на Лондонското кралско дружество. Ученият е чуждестранен член на Френската академия на науките и на американската Национална академия на науките. Има присъдени почетни степени от университетите в Единбург, Норидж, Залцбург и Виена.

Превод от руски: Павел Б. Николов