Нобелови лауреати – 1964 година – Химия – Дороти Кроуфут Ходжкин

Дороти Кроуфут Ходжкин (Dorothy Crowfoot Hodgkin)

12 май 1910 г. – 29 юли 1994 г.

Нобелова награда за химия

(За определянето с рентгенови методи на структурите на важни биохимични вещества.)

Английската химичка Дороти Мери Кроуфут Ходжкин е родена в Кайро, Египет, който по това време е под английска власт. Баща ѝ, Джон Уинтър Кроуфут, е известен специалист по класическа английска филология и археолог към Египетската образователна служба. Той често помага на съпругата си Грей Мери (преди женитбата Худ), талантлива любителка, занимаваща се в областта на ботаниката, която по-късно описва флората на Судан, а също така става международен авторитет по въпросите на коптските тъкани.

Дороти, най-голямата от четирите дъщери в семейството, е на четири години, когато започва Първата световна война. Страхувайки се от възможно нападение на турската армия, родителите изпращат децата в Англия, при баба им по бащина линия в гр. Уърдинг, разположен на няколко мили от Брайтън, на брега на Ла Манша. След края на военните действия през 1918 г. майката на Ходжкин се връща в Англия и се настанява с децата в гр. Линкълн, където в домашни условия ги учи на история, естествознание и литература. През следващите три години тя снове между Англия и Близкия Изток, докато не се установява в гр. Гилдстоун, Норфолк, където прадедите на Кроуфутови са живели в продължение на столетия.

До 1928 г. Ходжкин посещава училището „Джон Лемън“, намиращо се близо до Бекълс. В училището я увличат кристалите и това я подтиква да учи по-задълбочено история на кристалографията, а също така химия, предмет, който по това време обикновено се изучава само от момчета. На тринадесет години, когато баща ѝ се намира в Хартум, където заема поста директор на отдела по образование и изучаване на античността на Судан, тя среща А. Ф. Джоузеф, химик-почвовед, който ѝ помага да направи количествен анализ на някои местни минерали.

През 1926 г. баща ѝ става директор на Британското училище по археология в Ерусалим и след завършването на „Джон Лемън“ Ходжкин се премества при своите родители в Палестина. Участвайки в разкопките на византийски храмове в Джераш (Трансйордания, а днес Йордания), тя се увлича от археологията, но въпреки това, когато се връща в Англия, започва да учи химия в колежа „Съмървил“ в Оксфорд.

Ходжкин се запознава с дифракцията на рентгеновите лъчи в кристалите от книгата „За природата на нещата“ („Concerning the Nature of Things“), написана от У. Г. Браг за ученици. Браг и неговият син, У. Л. Браг, заедно с Макс фон Лауе разработват нова наука – рентгеновата кристалография. Лауе открива, че рентгеновите лъчи, преминаващи през кристали, могат да дифракционират с образуване на характерни петна върху фотографските плаки. След това Браг, баща и син, демонстрират, че тези данни отразяват вътрешната структура на всеки кристал. С добавянето на сложни математически изчисления рентгеноструктурният анализ се превръща във важен метод за определяне на размерите, формите и положението на атомите и молекулите в кристалите.

Заинтересована от относително новия процес, Ходжкин учи кристалография под ръководството на Х. М. Поуел в „Съмървил“. След това прекарва едно лято в Хайделберг в лабораторията на Виктор Голдшмид, друг пионер в областта на кристалографията.

След завършването на колежа „Съмървил“ през 1932 г. Ходжкин получава малка изследователска стипендия, която заедно с допълнителна финансова подкрепа от страна на леля ѝ позволява да работи в Кеймбриджкия университет с известния физик Дж. Д. Бернал. Бернал се занимава с рентгеноструктурен анализ на стеролните кристали (стеролите са твърди циклични алкохоли, като холестерина, открити в биологичните тъкани), от което тя се интересува много. Две години по-късно Ходжкин се връща в „Съмървил“ в отделението по минералогия и кристалография и остава там по време на почти цялата си професионална дейност.

Като получава с помощта на химика-органик Робърт Робинсън субсидия за осигуряване на рентгенов апарат, Ходжкин продължава анализа на стеролите, особено на холестериновия йодинд. За дисертацията си по тази тема тя получава през 1937 г. докторска степен. Нейната разработка, според У. Г. Браг, е пример за прилагане на физически метод, който разширява границите на органичната химия при определянето на сложните пространствени структури.

Три години след началото на Втората световна война Ходжкин започва да изследва пеницилина – антибиотик, открит през 1928 г. от Александър Флеминг и пречистен по-късно от Ернст Б. Чейн, с когото се среща в Кеймбридж, и Хауърд Флори. По време на войната се появява остра необходимост от това лекарство за лекуване на инфекциозни заболявания, предизвикани от бактерии. Но тъй като химическата структура на пеницилина е почти неизвестна, не може и дума да става за неговото синтезиране в големи количества.

Разполагайки с малка група помощници в Оксфорд, Ходжкин започва да проучва пеницилина с помощта на рентгеноструктурен анализ. Пропускайки рентгенови лъчи през кристалите на пеницилина под различни ъгли, групата определя резултатите от дифракцията на образците, зарегистрирани върху фотографските плаки, и изчислява разположението на ключовите атоми в кристалната решетка. По-късно използването на IBM компютър с програми на перфокарти дава възможност да се опрости лабораторната задача за получаване на карти на електронната плътност, по които Ходжкин и нейните колеги определят през 1949 г. молекулярната структура на пеницилина.

Още преди да завърши работата си с пеницилина, Ходжкин използва през 1948 г. рентгеноструктурния анализ за изучаването на витамин В₁₂, който предотвратява анемията, потенциално смъртоносно състояние на кръвта. По това време стават достъпни електронните компютри, използвани за изчисленията. Ходжкин определя окончателно молекулярната структура на витамин В₁₂ през 1957 г., една година след назначаването ѝ на длъжността лектор по рентгенова кристалография в Оксфордския университет. През 1958 г. лабораторията ѝ се премества от различните разхвърлени стаи в университетския Музей по естествена история в съвременно здание, построено по всичките изисквания на химическата наука.

Пионерските разработки на Ходжкин, засягащи методите на рентгеноструктурния анализ на кристалите, са използвани от Макс Перуц и Джон К. Кендрю при изследването на структурата на белтъчините, а също така от Розалинд Франклин, Морис Х. Ф. Уилкинс, Джеймс Д. Уотсън и Франсис Крик при анализа на спиралната структура на дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК).

Въпреки развиващия се артрит Ходжкин продължава да изследва хормона инсулин и през 1972 г., след четиридесет години работа, завършва анализа на Zn-инсулина. Работата над структурата на тази сложна молекула, която съдържа почти осемстотин атома (витамин В₁₂ се състои от 90 атома), е допълнително усложнена от това, че инсулинът кристализира с образуването на няколко форми.

Между 1960 и 1977 г. Ходжкин заема поста професор-изследовател в Лондонското кралско дружество. През 1977 г. е избрана за член на съвета на колежа „Волфсън“ в Оксфорд. Тя е също така почетен ректор (от 1970 г.) на Бристълския университет, а от 1975 г. - президент на Пъгоушкото движение.

През 1937 г. се омъжва за Томас Ходжкин, син на оксфордски историк, внук на двама други историци, потомък на Томас Ходжкин (ракът на лимфната система е наречен на неговото име – болест на Ходжкин) и братовчед на физиолога Алън Ходжкин. Учител през първите години след сватбата, Томас Ходжкин дълго време след това е директор на Института за проучване на Африка към Ганайския университет. Семейството има двама сина и една дъщеря; те живеят в Илмингтън (Уоруикшир, Англия). Ходжкин остава активен сътрудник на лабораторията, като заявява: „Има още няколко сложни кристала, които ни предизвикват“.

Удостоена с много награди, Ходжкин има почетни научни степени от Кеймбриджкия, Харвардския и Брауновия университет, а също така от университетите в Лис и Съсекс, от Ганайския университет, Чикагския и много други. Тя е втората англичанка, наградена с ордена „За заслуги“ (1965 г.); удостоена е също така с Кралския медал (1957 г.), с медала Копли (1976 г.) на Лондонското кралско дружество и със златния медал Ломоносов (1982 г.) на Академията на науките на СССР. Тя е чуждестранен член на Академията на науките на САЩ, на Съветския съюз, на Нидерландия, на Югославия, на Гана, на Пуерто Рико и на Австралия. Ходжкин обезпечава финансирането на Международния кристалографски съюз и е негов президент от 1972 до 1975 г.

Превод от руски: Павел Б. Николов