Уильям Хоуард Стайн

Биография

В 1972 Стайну и Муру была присуждена половина Нобелевской премии «за вклад в понимание связи химической структуры и каталитической деятельности активного центра молекулы рибонуклеазы».

СТАЙН, УИЛЬЯМ ХОУАРД (Stein, William) (1911–1980). Нобелевская премия по химии (1972) (совместно с К.Анфинсеном и С.Муром).

Родился в Нью-Йорке. Второй из трех детей бизнесмена Фреда М.Стайна и Беатрис (Борг) Стайн. Учился в школе Линкольна при учительском колледже Колумбийского университета. В последних классах школы одновременно посещал занятия в академии Филипс-Экзетер в Андовере (штат Массачусетс).

В 1929 поступил в Гарвардский университет и спустя 4 года получил степень бакалавра химии. Продолжал изучать химию в Гарварде, но в первый год успевал плохо и был готов бросить занятия. Однако он решил переключиться на биохимию и в 1934 перешел в расположенный в Нью-Йорке Колледж врачей и хирургов Колумбийского университета. Найдя здесь те стимулы для интеллектуальной деятельности, которых ему не хватало, он, по его словам, «за короткое время изучил огромное количество материала». В 1938 защитил диссертацию, посвященную аминокислотному содержанию белка эластина. Хотя структура эластина и осталась неясной, диссертация Стайна была шагом вперед в понимании ее структуры.

Затем начал работать вместе с С.Муром в Рокфеллеровском институте медицинских исследований под руководством М.Бергмана (Max Bergmann), о котором позднее отзывался как «об одном из самых великих специалистов XX столетия в области химии белка».

Во время Второй мировой войны Стайн работал над связанными с военными целями проектами для Управления научных исследований и развития США.

В 1945 вернулся в институт, и директор института Герберт Спенсер Гассер предложил Стайну вместе с С.Муром возобновить работу над анализом аминокислот. Получив в свое распоряжение лабораторию, они приступили к исследованиям рибонуклеазы. Ферменту рибонуклеазе принадлежит одна из ключевых ролей в клеточном метаболизме, хотя она невелика по размеру – состоит из 124 аминокислот. Эти данные опубликовали в 1954 С. Мур и Стайн.

Мур и Стайн искали метод разделения, который давал бы большее количество информации о каждой из аминокислот в составе молекулы рибонуклеазы. Сначала они остановились на методе колоночной хроматографии, при которой анализируемый раствор пропускается через колонку, куда помещено вещество, поглощающее различные молекулы с разной скоростью. Пропуская растворы аминокислот через колонки с насадкой крахмала, Мур и Стайн в 1948 впервые получили положительные результаты.

Однако этот процесс занимал около двух недель, и тогда ученые обратились к методу ионообменной хроматографии, при котором ионообменная смола сортирует ионы в соответствии с их зарядами и размерами. Метод не только позволил ускорить аналитический процесс, но и обеспечил более четкое разделение, чем метод колоночной хроматографии с использованием крахмала. Сочетая оба метода, Мур и Стайн могли анализировать аминокислоты, входящие в состав различных белков. Процесс этот стал еще более эффективным, когда в 1958 Мур, Стайн и Д.Спекман разработали автоматический метод аминокислотного анализа, который впоследствии стал постоянно использоваться при исследованиях в области биохимии белков.

Чикагская мясоупаковочная фирма «Армор инкорпорейшн» обеспечила Мура и Стайна образцами для анализа, и они приступили к очистке бычьей рибонуклеазы. Далее они расщепили полипептидную цепь высокочистого препарата фермента на участки, разделили эти участки с помощью ионообменной хроматографии и идентифицировали присутствовавшие в каждом из них аминокислоты.

К 1960 они установили полную последовательность чередования аминокислот рибонуклеазы. Это была вторая из установленных белковых последовательностей и первая из последовательностей ферментов. Благодаря полученным ими результатам Муру и Стайну удалось определить местоположение и состав компонентов активного центра рибонуклеазы, который катализирует расщепление РНК.

Стайн стал профессором в 1954.

В 1972 Стайну и Муру была присуждена половина Нобелевской премии «за вклад в понимание связи химической структуры и каталитической деятельности активного центра молекулы рибонуклеазы». Другая половина была присуждена К.Анфинсену. «На базе знаний структуры больших ферментов, – сказали Стайн и Мур в их совместной Нобелевской лекции, – получат развитие основополагающие принципы понимания того, как по „замыслу“ природы катализаторы служат определенным целям».

Стайн и Мур сотрудничали не только в изучении рибонуклеазы. Совместно они исследовали структуру и функции еще одного фермента – панкреатической дезоксирибонуклеазы, который гидролизует ДНК.

Интерес Стайна к распространению научной информации способствовал тому, что ученый посвящал значительную часть своего времени журналу «Journal of Biological Chemistry», где с 1958 по 1961 работал редактором, в 1962 был членом редакционного совета, с 1964 по 1968 – заместитель главного редактора, а с 1968 до 1971 – главный редактор.

В 1968–1969 Стайн был председателем Государственного комитета по биохимии США, попечителем больницы Монтефиор и входил в консультативный медицинский совет медицинской школы Еврейского университета.

В 1969 ученый тяжело заболел. Несмотря на то, что у него развился паралич, и он был прикован к креслу-каталке, Стайн сохранил живой интерес к научным исследованиям до последних дней жизни. Он умер 2 февраля 1980 года в Нью-Йорке в возрасте 68 лет.