Герман Калькар - Herman Kalckar - Wikipedia

Герман Мориц Калькар
Hkalckar.jpg
Родившийся26 марта 1908 г.
Копенгаген, Дания
Умер17 мая 1991 года(1991-05-17) (83 года)
НаградыИзбранный член:

почетные степени от

Научная карьера
ПоляБиохимия
Учреждения

(Калифорнийский технологический институт)

Герман Мориц Калькар (26 марта 1908-17 мая 1991) был датским биохимиком, который первым начал изучение клеточное дыхание.[1][2] Калькар внес ряд значительных вкладов в развитие биохимии 20-го века, в том числе:

  • основоположник биоэнергетики;
  • энзимология, включая новые методы анализа;
  • метаболизм галактозы как в микроорганизмах, так и в тканях животных;
  • предположение, что уровни стронция-90 в детских молочных зубах коррелировали с ядерными испытаниями.[3]

Детство и молодость

Калькар описал свою семейную жизнь как «датскую семью среднего класса, датскую на протяжении нескольких поколений».[4] Его семейная жизнь не была богатой в финансовом отношении, но была богатой интеллектуально. Его отец, Людвиг Калькар, был бизнесменом, страстно интересовавшимся театром, особенно творчеством Хенрик Ибсен. Его мать, Берта (урожденная Мельхиор) Розали познакомила Калькара с множеством французских и немецких писателей, в том числе Гюстав Флобер, Марсель Пруст, Иоганн фон Гете, и Генрих Гейне. Калькар заметил, что на этот раз его «интерес к гуманистическим дисциплинам» развился и процветал.[5]

В своих автобиографических размышлениях Калькар уделял мало времени своему раннему образованию и называл школьный опыт биологии «несколько статичным», за исключением «некоторых экстраординарных демонстраций физиологии человека». Август Крог. Крог, физиолог и профессор Копенгагенского университета, в 1920 году получил Нобелевскую премию за описание капиллярного кровотока и регуляции, познакомил датских старшеклассников с принципами физиологии человека. Демонстрации Крога познакомили студентов с рядом современных физиологических инструментов и экспериментальных методов.[6] Этот опыт, кажется, глубоко повлиял на выбор Калькаром области исследований.


Выпускная работа

Калькар получил медицинское образование в Копенгагенский университет в 1933 году, а затем начал исследования для своей докторской степени. в физиологической лаборатории Эйнара Лундсгаарда (1899–1968); эта работа заложила основу фундаментальной биохимической парадигмы, т. е. "окислительного фосфорилирования ". В этот период Лундсгаард занимал должность заведующего кафедрой физиологии, следовательно, Фриц Альберт Липманн, недавно сбежавший из Германии,[7] служил научным наставником Калькара. Позже Калькар и Липманн независимо друг от друга разработали концепции «высокоэнергетической связи» (которую Липманн назвал «~ P») и АТФ как универсального «носителя энергии».[8]

Калькару посчастливилось работать в важный период эволюции биохимии.[9][10] Биохимическое сообщество демонстрировало химические реакции, участвующие в расщеплении продуктов питания, необходимых для роста. В то же время физиологи демонстрировали участие некоторых из этих реакций в различных физиологических процессах, например сокращение мышц. Прорывная работа Калькара заключалась в демонстрации того, что органические соединения, которые фосфорилируются во время метаболических процессов, связаны с потреблением кислорода; потребление кислорода было связано с фосфорилированием органических соединений. Его ключевой эксперимент показал, что в мышцах лягушки, где гликолиз был подавленный с йодацетат мышечное сокращение продолжалось в течение короткого периода с использованием фосфокреатин как источник энергии.[11][12][13][14] Калькар назвал этот процесс «аэробным фосфорилированием» (теперь называемым окислительным фосфорилированием, биохимическим процессом, фундаментальным для всех живых организмов). Эта работа была первой демонстрацией того, что окисление углеводов и фосфорилирование углеводов были связаны, то есть два пути были напрямую «связаны». [15] Кроме того, исследование помогло установить основной феномен окислительного фосфорилирования, открыло путь для его систематического изучения и впервые предположило, что фосфатные соединения действуют как связующее звено между катаболизм и анаболизм.[16]

Первая американская работа

«С наилучшими пожеланиями нашему другу Герману Калькару», Карл и Герти Кори

После завершения учебы в аспирантуре Калькар получил исследовательскую стипендию Рокфеллера и провел год в Калифорнийском технологическом институте (Калифорнийский технологический институт). После прибытия в Соединенные Штаты в начале 1939 года Калькар ненадолго посетил лабораторию Кори в Сент-Луисе по пути на западное побережье. Корисы безуспешно пытались воспроизвести работу Калькара по окислительному фосфорилированию, и Калькар смог указать на ключевой элемент, отсутствующий в их эксперименте. Во время его визита в Сент-Луис Калькар и Сидней Коловик (1916–1985) стали хорошими друзьями.[17]

Калькар и его жена прибыли в Пасадену весной 1939 года и быстро стали частью социального и интеллектуального сообщества Калифорнийского технологического института, включая Макс Дельбрюк, Линус Полинг, а также Джеймс и Дэвид Боннер. По предложению Дельбрюка он присутствовал К. Б. ван Ниль Популярный курс микробиологии Пасифик Гроув, событие, которое на всю жизнь повлияло на его исследовательскую карьеру.[18]

Находясь в Калифорнийском технологическом институте, Калькар написал и опубликовал, возможно, одну из самых важных его работ. Под влиянием Полинга он изучил литературу, посвященную биологическим энергетическим механизмам. На 108 страницах, включая 310 ссылок, статья представляла собой виртуальный синопсис состояния биохимии того времени. Как заметил Калькар:

Целью этого обзора было не только собрать и скоординировать знания из самых разных областей, таких как физиология животных, микробиология, химия ферментов, органическая и физическая химия, но и интерпретировать все фундаментальные биологические явления с динамической точки зрения. (стр.167)[19]

Несмотря на то, что статья не цитировалась часто, она была важна, потому что Калькар представил убедительные доказательства роли "высокоэнергетических" соединений в метаболических процессах. В статье Калькар развил аргумент в пользу центральной роли Аденозин 5'-трифосфат (АТФ) как обычный метаболический «носитель энергии». Статья не слишком цитируется, скорее всего, потому, что наставник и друг Калькара Фриц Липманн опубликовал аналогичный обзор. [20] в котором он ввел понятие «~ P» как средство представления «высокоэнергетической» связи.[21]

Начало Второй мировой войны застало Калькаров в Соединенных Штатах; Калькару предложили должность научного сотрудника в Вашингтонском университете, и он с женой переехал в Сент-Луис. Калькар возобновил дружбу с Коловиком, и они вместе работали над ферментом. аденилаткиназа в 1942 году, который они очистили от мышечных экстрактов.[22] Дальнейшая работа над нуклеотид метаболизм позволил ему идентифицировать нуклеозид фосфорилаза, ключевой фермент в спасение нуклеотидов пути.[23] Работа была очень важна для расширения исследовательских интересов Калькара, поскольку ранее он работал со сложными физиологическими системами. В своей работе в Вашингтонском университете он сосредоточился на отдельных ферментах и ​​их очистке.[24]

По приглашению от Оливер Лоури (1910–1996) Калькар перешел в Нью-Йоркский институт общественного здравоохранения в качестве научного сотрудника. Этот шаг был важной частью развития исследовательских биохимических способностей Калькара как энзимолога, поскольку Пол Берг прокомментировал, он «разработал совершенно новый подход к возможности использовать ферменты по-новому». Лаборатория была оборудована Ультрафиолетовый спектрофотометр Beckman DU, завезенный в 1941 г. и до сих пор относительно редкий; Калькар быстро использовал этот прибор для разработки нескольких новых ферментных тестов. В 1947 году он опубликовал три статьи по ферментам метаболизма пуринов.[25][26][27] все они были высоко цитируемы (3200 ссылок в 2006 г.).[28]

Известный аспирант: Джеймс Д. Уотсон

Рекомендации

  1. ^ Некролог - «Герман Калькар, 83 года, Управление метаболизма» New York Times, 22 мая 1991 г.
  2. ^ Калькар HM (1991). «50 лет биологических исследований - от окислительного фосфорилирования до энергии, требующей регуляции транспорта». Анну. Преподобный Biochem. 60 (1): 1–37. Дои:10.1146 / annurev.bi.60.070191.000245. PMID  1883194.
  3. ^ Калькар, Герман (2 августа 1958). «Международная перепись радиации молочных зубов». Природа. Издательская группа "Природа". 182 (4631): 283–284. Bibcode:1958 год. 182..283K.. Дои:10.1038 / 182283a0.
  4. ^ Калькар, 1991, стр. 2
  5. ^ Калькар, 1991, стр. 2
  6. ^ Калькар, 1991, стр. 2-3
  7. ^ Синглтон, Р. мл. 2007a. «Очоа, Северо». В «Новом словаре научной биографии, том 5» под редакцией Норетты Кертдж, Детройт: Чарльз Скрибнерс и сыновья, стр. 305–312.
  8. ^ Синглтон, Р. младший, 2007b. «Калькар, Герман Мориц». В «Новом словаре научной биографии, том 4» под редакцией Норетты Кертдж, Детройт: Charles Scribner's & Sons, стр. 71-76
  9. ^ Кеннеди, Юджин П. (1996). «Герман Мориц Калькар, 26 марта 1908 г. - 17 мая 1991 г.». Биографические воспоминания Национальной академии наук. 69: 148–165.
  10. ^ Синглтон, Р. мл. 2007b
  11. ^ Калькар, Х. М. (1937). «Фосфорилирование в ткани почек». Энзимология. 2: 47–53.
  12. ^ Калькар, Х. М. (1939). «Природа эфиров фосфорной кислоты, образующихся в экстрактах почек». Биохимический журнал. 33 (5): 631–641. Дои:10.1042 / bj0330631b. ЧВК  1264425.
  13. ^ Калькар HM (1974). «Истоки концепции окислительного фосфорилирования». Мол. Клетка. Биохим. 5 (1–2): 55–63. Дои:10.1007 / BF01874172. PMID  4279328.
  14. ^ Калькар, Х.М. Биологические фосфорилирования: развитие представлений. Прентис-холл, Энглвуд Клиффс, штат Нью-Джерси, 1969, стр. 171–172.
  15. ^ Синглтон, Р. мл. 2007b
  16. ^ Кеннеди, Э., 1996 г.
  17. ^ Синглтон, 2007b
  18. ^ Кеннеди, Э., 1996 г.
  19. ^ Калькар, Х. М. (1941). «Природа энергетического взаимодействия в биологическом синтезе». Химические обзоры. 28: 71–178. Дои:10.1021 / cr60089a002.
  20. ^ Липманн, Ф (1941). «Метаболическое производство и использование энергии фосфатных связей». Достижения в энзимологии. 1: 99–162.
  21. ^ Синглтон, 2007b
  22. ^ Kalckar HM. (1 марта 1942 г.). «Ферментативное действие миокиназы». J. Biol. Chem. 143 (1): 299–300.
  23. ^ Kalckar HM. (1 мая 1945 г.). «Ферментативный синтез нуклеозида». J. Biol. Chem. 158 (3): 723–724.
  24. ^ Синглтон 2007b
  25. ^ Kalckar, H.M .; Шафран, Маня (1947а). «Дифференциальная спектрофотометрия пуриновых соединений с помощью определенных ферментов: I. Определение гидроксипуриновых соединений». Журнал биологической химии. 167: 429–443.
  26. ^ Kalckar, H.M .; Бессманн, Алиса Н. (1947b). «Дифференциальная спектрофотометрия соединений пурина с помощью специфических ферментов: II. Определение соединений аденина». Журнал биологической химии. 167: 445–459.
  27. ^ Kalckar, H.M .; Шафран, Маня (1947c). «Дифференциальная спектрофотометрия пуриновых соединений с помощью специфических ферментов: III. Исследования ферментов пуринового метаболизма». Журнал биологической химии. 167: 461–475.
  28. ^ Синглтон 2007b

внешняя ссылка