Фредерик Хопкинс

Биография

Отец продавец книг и страстный поклонник науки, внезапно умер вскоре после рождения сына.

Английский биохимик Фредерик Гоуленд Хопкинс родился в Истборне (Восточный Суссекс) у Элизабет (Гоуленд) и Фридерика Хопкинсов. Его двоюродный брат – поэт Джерард Мэнли Хопкинс. Любивший одиночество и склонный к рассуждениям, Фредерик проводил много времени за чтением Диккенса и сочинением стихов. В возрасте 8 лет ему впервые было разрешено использовать микроскоп отца для изучения живых организмов, которые он вылавливал в море. То, что Х. видел, развивало его интерес к науке гораздо больше, чем скучное школьное обучение, хотя рядом не было никого, кто мог бы объяснить ребенку увиденное.

В 1871 г. его мать переехала в Инфильд, сельскую местность недалеко от Лондона, чтобы жить вместе со своими матерью и братом, а Х. был отправлен в лондонскую городскую школу, где его успехи по химии и английскому языку были отмечены наградами. Скучающий и одинокий, он предпочитал школе посещение музеев и библиотек, и хотя его официально не отчислили из школы, но предложили покинуть ее. После этого он был определен в частную школу с трехгодичным обучением. Когда Х. исполнилось 17 лет, семья, считая, что его образование закончено, подыскала ему работу в качестве страхового служащего. Однако вскоре после окончания занятий в школе он написал статью о фиолетовом дыме, выпускаемом жуками-бомбардирами, которую приняли к публикации в журнал «Энтомолог» («The Entomologist»). Позже он напишет: «С тех пор я биохимик в сердце». В течение последующих трех лет он обучался аналитической химии в фармацевтической фирме. Используя небольшое наследство, доставшееся от дедушки, Х. смог изучать химию вначале в Королевской школе Южного Кенсингтона, а затем в Университетском колледже Лондона. Высокая оценка, полученная на экзамене по химии, дала ему возможность стать ассистентом сэра Томаса Стивенсона, эксперта по токсикологии и специалиста по судебной медицине в госпитале Гюи. Работая со Стивенсоном, которого считал «прирожденным и замечательным руководителем», Х. получил степень бакалавра естественных наук в Лондонском университете. По рекомендации Стивенсона он в 1888 г. был зачислен в медицинскую школу Гюи со стипендией Гулла для исследований.

В Гюи Х. продолжил клинические лабораторные эксперименты. В 1891 г. он опубликовал описание осаждения мочевой кислоты при помощи хлорида аммония – аналитического метода, который использовался в течение многих лет. Он показал, что мочевая кислота является также компонентом белого пигмента некоторых бабочек; этот вывод был следствием его детской любознательности ко всем насекомым, которую он пронес через всю жизнь, и его последняя публикация касалась пигментации у насекомых.

После получения медицинской степени в Гюи в 1894 г. Х. остается в школе еще на четыре года преподавателем физиологии, химии, токсикологии и физики. В течение двух последних лет Х. возглавлял клиническое исследовательское отделение, где проводились лабораторные исследования, используемые в процессе диагностики и лечения. В рамках своих опытов в области химии белка он разработал методы выделения протеинов из крови и яичного белка, а также методы кристаллизации белков в больших количествах для дальнейших исследований.

В 1898 г. Х. был приглашен Михаэлем Фостером в Кембриджский университет в качестве исследователя и преподавателя химической физиологии, в настоящее время называемой биохимией. Фостер, очень влиятельный ученый и преподаватель, поддерживал стремление Х. работать в этой области. Должность Х. была малооплачиваемой, и он пополнял свой бюджет, занимаясь со студентами-медиками в колледже Эммануэля, стипендиатом и преподавателем которого он был в 1906 г.

В Кембридже обычное преподавание, включавшее экспериментальную работу с протеинами, привело Х. к открытию аминокислоты – триптофана. Когда полученный студентом протеин не приобрел голубого цвета при постановке стандартного цветового теста Адамкевича, Х. предположил, что анализ такой цветной реакции может привести к новым представлениям о структуре белка. Он выделил и идентифицировал триптофан, который пополнил растущий перечень других аминокислот (строительных блоков белков), уже открытых Эмилем Фишером, Альбрехтом Косселем и другими исследователями. В 1906 г. Х. показал, что различные белки, скармливаемые мышам, оказывают различные эффекты на рост тела, в частности что белки, в которых отсутствует триптофан, недостаточны для потребностей организма. Он заключил, что свойства белков зависят от типов присутствующих в них аминокислот. Полагая, что свойства белка определяются адекватной диетой, он скармливал мышам пищу, состоящую из свиного жира, крахмала и казеина (белка молока). Когда прекращался рост животных, он добавлял небольшое количество молока, содержащее некоторые отсутствующие факторы, необходимые для роста. Эти, как он назвал, «добавочные факторы пищи» впоследствии были названы польским химиком Казимежом Функом витаминами. В 1910 г. на короткое время работа Х. была прервана, что было связано со снижением трудоспособности в результате переутомления. В 1912 г. он сообщил о результатах своих исследований в статье «Эксперименты по питанию, иллюстрирующие значение дополнительных факторов в нормальной диете» («Feeding Experiments Illustrating the Importance of Accessory Factors in Normal Dietaries»). Х. рассматривал свои опыты с витаминами как второстепенные по сравнению с исследованиями, касающимися промежуточного обмена веществ, комплекса ряда реакций окисления и восстановления, при помощи которых клетки получают энергию. Согласно господствовавшей в науке теории, гигантская молекула, так называемый биоген, обеспечивает эти реакции, но доступные химические методы были неадекватными для их изучения. Х. показал, что промежуточный обмен веществ представляет собой ряды обычных химических реакций. Продемонстрировав, что в мышцах при снижении содержания кислорода накапливается молочная кислота, он и его коллега Уолтер Флетчер заложили основу для открытия использования энергии цикла метаболизма углеводов для мышечного сокращения, сделанного Арчибалдом В. Хиллом и Отто Мейергофом.

В 1921 г. Х. выделил трипептид, образованный тремя аминокислотами, который назвал глутатионом, необходимый как переносчик кислорода в клетках растений и животных. Он также открыл ксантиноксидазу, служащую катализатором окисления ксантина и гипоксантина (бесцветных кристаллических веществ) в мочевую кислоту.

Одними из наиболее ценных качеств Х. были его способности первооткрывателя в науке, умение выявлять основные спорные вопросы и вызывать к ним интерес у других исследователей. В 1914 г. Х. получил назначение руководителем отдела биохимии в Кембридже. В 1925 г. он переехал во вновь построенный Институт биохимии Данна.

В 1929 г. Х. разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине с Христианом Эйкманом «за открытие витаминов, стимулирующих процессы роста». В Нобелевской лекции «Начало истории исследования витаминов» («Earlier History of Vitamin Research») Х. напомнил своим слушателям, что в его статье за 1912 г. было отмечено существование «необходимых пищевых продуктов, не рассматривавшихся серьезно как предмет физиологической необходимости». Отдавая должное Казимежу Функу за его вклад в изучение витаминов, Х. заметил, что он сам был «первым, кто осознал истинное значение выявленных фактов».

С 1930 по 1935 г. Х. был президентом Королевского общества, что давало ему возможности вести исследовательскую работу. После 1935 г. он продолжил свои опыты по пигментам насекомых и промежуточному обмену веществ, хотя зрение его снизилось, а здоровье ухудшилось.

В 1898 г. Х. женился на Джесси Энн Стивене; у них родились сын, ставший впоследствии врачом, и две дочери, одна из которых была биохимиком. Его коллега Генри Х. Дейл описывал Х. как «человека хрупкого телосложения и слабого здоровья... Его лицо обычно было задумчивым, угрюмым, но быстро освещалось искренним вниманием, излучая юмор, или стремлением разделить с другим человеком его трудности». Умер он в Кембридже 16 мая 1947 г.

В 1925 г. Х. присвоили рыцарское звание, и в 1935 г. он был награжден орденом «За заслуги». Его многочисленные награды включали Королевскую медаль (1918) и медаль Копли Королевского общества (1926).