Великие химики. Том 2
Шрифт:
Научные успехи окрыляли Фишера, но все больше и больше удручали семейные невзгоды. Холодный берлинский климат неблагоприятно отразился на здоровье сыновей — мальчики часто белели, Фишер, на собственном опыте убедившийся в том, что медицина не всесильна, чрезвычайно беспокоился за детей. Но самое страшное испытание было впереди — вскоре после рождения третьего сына Агнес заболела — у нее началось воспаление среднего уха. Специалисты настаивали на немедленной операции, но Агнес не соглашалась. Болезнь прогрессировала и скоро перешла в менингит. Операцию сделали, но было уже поздно — Агнес умерла. Это случилось в 1895 году.
Но тяжелая потеря не сломила Фишера. Поручив заботу о сыновьях преданной экономке и опытным учителям, Фишер с головой ушел в работу. Его давно интересовала
Исследование структуры Сахаров, синтез глюкозы, фруктозы и других моносахаридов были действительно самыми значительными открытиями в органической химии. В 1902 году Эмиль Фишер был удостоен самой высокой награды, присуждаемой за научные открытия, — Нобелевской премии по химии [289] .
Опыт, приобретенный при изучении Сахаров, при разделении их оптических антиподов можно было использовать в исследованиях белков, хотя здесь дело обстояло намного сложнее.
289
Нобелевская премия по химии была присвоена Фишеру «в признание выдающегося значения его классических работ, связанных с сахарами и пуриновыми группами».
— Изучение белков начнем одновременно с двух сторон, — излагал Фишер план будущей работы своим сотрудникам. — Мы исследуем состав различных белковых веществ. В настоящее время единственный путь к решению этой задачи — гидролиз. Полученную смесь аминокислот мы разделим, применив метод, который разработал один из моих сотрудников — Теодор Куртиус, — этерификацию кислот спиртами и разделение афиров фракционной дистилляцией. Так мы разложим эфиры на аминокислоты, а потом определим состав соответствующих им белковых веществ. С другой стороны, попытаемся синт0зировать вещества, которые хотя бы по составу были похожи на белки. Что вы на это скажете, господин Фурно?
Француз Эрнст Фурно [290] приехал к Фишеру на стажировку, он специализировался по органическому синтезу.
— С удовольствием займусь этой работой, — сказал Фурно.
— В моей лаборатории уже разработан ряд методов синтеза, которые мы и применим к аминокислотам. Вы уже знакомы с одним из этих методов — обработкой кислоты пятихлористым фосфором с превращением ее в хлорангидрид. Если на полученное соединение подействовать другой аминокислотой, может быть, удастся найти условия, при которых две молекулы аминокислот соединятся в одну, более крупную.
290
Эрнст Ф. А. Фурно (1872–1949) — французский химик и фармацевт. Образование получил в Париже, работал в нескольких университетах Германии, затем в Пастеровском институте в Париже (1911–1946 гг.); своими работами по фармацевтической химии способствовал установлению основополагающих законов химиотерапии. О Фурно см.: Шамин А. Н. История химии белка, ук. соч., с. 245–249; Волков В. А. и др., ук. соч., с. 534.
Работа в лаборатории началась с необыкновенным энтузиазмом. Гидролизу были подвергнуты казеин — белковое вещество молока, и фиброин — белковое вещество натурального шелка. Полученную смесь аминокислот подвергали этерификации и фракционной дистилляции. В то же время Фурно сумел получить хлорангидрид -аминоуксусной кислоты, названной глицином за ее сладкий вкус. После многочисленных вариаций условий опытов было установлено, что хлористый глицил вступает в реакцию с этиловым эфиром этой же кислоты, а продукт омыления представляет собой глицилглицин. Это новое вещество Фишер назвал пептидом, точнее, дипептидом.
— Целью
Процессы протекали медленно. Приходилось многократно повторять опыты, при этом каждый раз молекула полученного продукта удлинялась еще на один аминокислотный остаток. Молекула полипептида постепенно росла — три, четыре, пять, восемнадцать аминокислотных остатков, связанных друг с другом таким же образом, как и в молекулах природных белков!
Весть об успехе этой работы — однообразной, кропотливой и очень длительной — поразила не только ученый мир. Торжествовало все человечество! В одном из сообщений, которые крупнейшие ученые по традиции делали перед Немецким научным обществом, Фишер, выступая в начале 1906 года, докладывал работу по аминокислотам, белкам и синтезу полипептидов. Он изложил основы созданной им полипептидной теории, которая остается в силе и сегодня: в белковых веществах аминокислотные остатки соединены пептидной связью [291] .
291
Изучение строения белковых тел Фишер начал в 1899 г. и продолжал до конца жизни. О работах Фишера по синтезу аминокислот и пептидов, созданию пептидной теории строения белков см.: Шамин А. Н. Развитие химии белка. — М.: Наука, 1966; Шамин А. Н. Химический синтез белка (Исторический очерк). — М.: Наука, 1969; Шамин А. Н., Джабраилова Н. А. Развитие химии аминокислот. — М.: Наука, 1974; Шамин А. Н. История химии белка. — М.: Наука, 1977; Иванов В. Т., Шамин А. Н. Путь к синтезу белка. — Л.: Химия, 1982.
Через несколько дней после этого сообщения в «Венской газете» появилась первая сенсационная статья: «Синтез белка в пробирке!» Это известие было искрой, вызвавшей грандиозную газетную шумиху. Репортеры дали волю своей фантазии и превзошли авторов фантастических романов. Они уже считали решенной проблему обеспечения питанием населения планеты. Рисовали схемы, согласно которым в «магической лаборатории» Эмиля Фишера уголь превращался в самые вкусные и питательные блюда. Ученый пытался протестовать — он не имеет отношения к этой проблеме, но никто не желал его слушать. Газеты жаждали сенсаций, а большей сенсации, чем синтез белка, трудно было представить. Да, действительно были найдены методы синтеза аминокислот, но это были пока настолько дорогие и сложные операции, что говорить о приготовлении искусственной пищи не приходилось.
«…Природные белки, — размышлял Фишер, — содержат в своих молекулах сотни и даже тысячи аминокислотных остатков, связанных между собой в строгой последовательности. Молекулы многих аминокислот содержат по одному асимметрическому углеродному атому. Это означает, что аминокислоты существуют в двух оптически активных формах, поэтому продукты гидролиза природных белковых веществ всегда содержат рацемическую смесь оптически активных аминокислот. Нужно вести исследования и в этом направлении».
Опыт, приобретенный при изучении оптических изомеров углеводов, был использован для разделения аминокислот на оптические антиподы. Но этого было недостаточно. Чтобы выяснить, какие изомеры аминокислот содержатся в природных белках, необходимо провести синтезы и взаимные превращения. Каждое новое открытие рождало и новые идеи, закладывало начало новому синтезу, новым превращениям. Результаты становились все более убедительными, успехи — все более весомыми. Было однозначно установлено, что природные аминокислоты являются левовращающими оптически активными соединениями. В лаборатории Фишера даже удалось превратить природный l– серин в l– аланин и l– цистеин.