Начнем с краткой биографии этих деятелей науки. Ханс Адольф Кребс
 Скачать 132.13 Kb.
|
|
Ханс Адольф Кребс и Фриц Альберт Липман в 1953 были удостоены Нобелевской премии в области физиологии и медицины «за открытие цикла лимонной кислоты»(Кребс) и за «открытие коэнзима А и его значения для промежуточного обмена» (Липман). Суть этого открытия заключается в описании цикла трикарбоновых кислот - важнейшей части процесса тканевого дыхания (Ханс Кребс), а также установление ключевой роли коэнзима А-вещества , исходного для цикла трикарбоновых кислот. Начнем с краткой биографии этих деятелей науки. Ханс Адольф Кребс родился 25 августа 1900 года в Германии в семье Георга Кребса (хирург-оториноларинголога) и Альмы Кребс. Ханс Кребс получил образование в гиманазииАндренаум в Хильденсхейме и с 1918 по 1923 годы изучал медицину в университетах Гёттингена, Фрайбурга и Берлин. В 1925 году получил степень доктора медицины в Гамбургском университете, далее он в течении года изучал химию в Институте патологии Берлинского университета, а затем начал работать в качестве ассистента-лаборанта у Отто Варбурга в Институте биологии кайзера Вильгельма в Берлине. В 1930 году Ханс Кребс занялся клинической медициной и начал работать ассистентом в муниципальном госпитале в Алтоне. В этоже время он продолжал биохимические исследования и сделал первое свое крупное открытие-описал цикл превращения мочевины, что принесло ему мировую известность. В 1933 году Кребс прибыл в Кембридж и начал работать демонстратором-биохимиком, но вскоре получил степень магистра. В 1935 году он был назначен преподавателем фармакологии Шефилдского университета. В 1937 году изучая промежуточные стадии обмена углеводов Кребс сделал свое второе важнейшее открытие в биохимии. Он описал цикл лимонной кислоты или цикл трикарбоновых кислот, который в настоящее время называется циклом Кребса. Фриц Альберт Липман родился 12 июня 1899 года в Кёнигсберге (ныне Калининград) в еврейской семье. Под влиянием дяди, который был педиатром, Липман в 1917 г. начал изучать медицину в Кенигсбергском университете. В конце первой мировой войны он несколько месяцев пробыл в армии, в медицинских войсках, а затем продолжил образование в Мюнхенском и позднее в Берлинском университете, который присвоил ему в 1922 г. медицинскую степень за диссертацию по коллоидной химии. Решив стать биохимиком, Л. поступает в Кенигсбергский университет. В 1927 г. за диссертацию по биохимическим реакциям мышечных клеток Липман получил в Берлинском университете докторскую степень по химии. В течение следующих двух лет он работает ассистентом у Отто Мейергофа в Биологическом институте кайзера Вильгельма в Берлине. Когда в 1929 г. Мейергоф перешел в Институт медицинских исследований кайзера Вильгельма в Гейдельберге, Л. последовал за ним. В Гейдельберге Л. познакомился с Отто Ганом – специалистом по ядерной физике, а также биохимиками Отто Варбургом и Хансом Кребсом. С 1931 года и на протяжении 7 лет Липман изучал как клетки вырабатывают энергию, чтобы осуществить биохимические реакции, необходимые для поддержания жизни. Он обнаружил, что в присутствии кислорода анаэробный гликолиз подавляется. Для анализа этого явления, называемого эффектом Пастера, Л. исследовал окисление пируватов (сложный эфир или соль пировиноградной кислоты, промежуточный продукт метаболического процесса). С помощью ферментной системы, полученной из бактерии Lactobacillus delbrueckii, он показал, что превращение пирувата в ацетат полностью зависит от неорганического фосфата и приводит к образованию фосфорилированной формы ацетата – ацетилфосфата. Л. пришел к ошибочному выводу, что ацетилфосфат есть химически активная форма ацетата, которая, соединяясь с оксалоацетатом, образует лимонную кислоту в первом звене цикла Кребса – цепи реакций метаболизма углеводов и жирных кислот. В течении нескольних лет Липман упорно сччитал , что ацетил фосфат является ключивым веществом цикла трикарбоновых кислот , но большенство биохимиков считало , что это соединение не встаевается в цикл и уже было готово отказаться от всей идеи в целом , однако в 1945 году Липман обьявил об открытии им и его коллегами Коэнзима А , который соединяясь с пируватом , образует ацетилкоэнзим А- то самое двууглеродное вещество , формулы которого так не хватало для завершения описания цикла Кребса. Итак пейдем к самому Циклу трикарбоновых кислот:  Цикл протекает в матриксе митохондрий и представляет собой восемь последовательных реакций. В первой реакции связываются ацетил и оксалоацетат (щавелевоуксусная кислота) с образованием цитрата (лимонной кислоты), далее происходит изомеризация лимонной кислоты до изоцитрата и две реакции окисления с сопутствующим выделением СО2 и восстановлением НАД. В пятой реакции образуется ГТФ, это реакция субстратного фосфорилирования. Последние три реакции составляют так называемый мотив, т.е. набор однотипных преобразований некой молекулы. В данном случае мотив представляет собой окисление, гидратацию и новое окисление, и используется для введения кетогруппы в структуру сукцината. В итоге после восьми реакций цикла вновь образуется оксалоацетат. И так поподробнее о каждой реакции
 За один оборот цикла, состоящего из восьми ферментативных реакций, происходит полное окисление («сгорание») одной молекулы ацетил-КоА. Для непрерывной работы цикла необходимо постоянное поступление в систему ацетил-КоА, а коферменты (НАД+ и ФАД), перешедшие в восстановленное состояние, должны снова и снова окисляться. Значение открытия заключается в том , что цикл трикарбоновых кислот является главным источником энергии для организмов. Работа Кребса и Липмана обьясняют как происходят два противоположно направленных процесса метаболизма : катаболизм (расщепление) и анаболизм(синтез). Из хаоса отдельных реакций Хансу Кребсу удалось выделить основопологающией принциа внутриклеточного окисления. Липман же завершил строительство этого величественного здания , находящегося в самом центре всех происходящих в организме биохимических процессов , он описал коэнзим А – ключевое вещество , «Открывающее» цикл Кребса. |
