К — нобелевская буква
01 февраля 2015
К — нобелевская буква
- 1059
- 0
- 0
-
Автор
-
Редактор
Нобелевский лауреат 1943 года по физиологии и медицине Карл Петер Хенрик Дам — единственный в истории нобелиат, получивший премию за открытие конкретного витамина. Формулировка Нобелевского комитета: «за открытие витамина К». Кроме этого, Дам стал первым, кто начал применять синтезированный витамин К для терапии новорожденных (и тем самым спас свою будущую королеву), а также вошел в историю как один из самых скромных и незнаменитых нобелевских лауреатов.
Признаюсь: я химик по образованию, однако после университета долгое время не занимался своей наукой ни в каком виде. Учился я в
Витамин (Буква) | Вещество |
---|---|
А | Ретинол, ретиналь и четыре каротиноида, включая бета-каротин |
В1 | Тиамин |
B2 | Рибофлавин |
B3 | Ниацин, ниацинамид |
B5 | Пантотеновая кислота |
B6 | Пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин |
B7 | Биотин |
B9 | Фолиевая кислота и производные |
B12 | Цианкобаламин. Гидроксикобаламин, метилкобаламин |
C | Аскорбиновая кислота |
D | Холекальциферол, эргокальциферол |
E | Токоферолы, токотриенолы |
K | Филлохинон, менахиноны |
К чему я все это говорю? Дело в том, что минимум четыре нобелевских лауреата по физиологии и медицине и четыре лауреата по химии (если считать Роберта Вудворда с его выдающимся синтезом витамина B12 [1]) были удостоены своих наград за открытие и исследование витаминов. И только один из них был удостоен премии за открытие конкретного витамина — витамина К, принесшего сразу двум людям высшую научную награду.
Речь идет о датском химике и физиологе по имени Карл Петер Хенрик Дам. Это весьма удивительный человек. Начнем с того, что он прожил довольно долгую жизнь по меркам XX века — 81 год, при этом в русской википедии [2] об этом человеке всего три строчки (в датской [3] — аж четыре!!!), а единственное, что не относится к его научной карьере в статье [4] в английской вики — это то, что он «родился и умер в Копенгагене». Неудивительно, что датский биохимический портал Biokemisk Forening в своей биографии Дама [5] (наиболее полной из имеющихся) называет ученого «самым малоизвестным датским нобелевским лауреатом», про которого написаны всего «жалкие 13 строчек» в большой энциклопедии.
Тем не менее кое-что о Даме можно рассказать. Он родился в семье, имевшей отношение к медицине. Его отец — известный фармацевт и историк фармации Эмиль Дам, написавший вместе с Оге Шеффером фундаментальное исследование по истории аптечного дела в Дании. Предполагалось, что Хенрик пойдет по стопам отца, однако этого не случилось. В 1914 г. он начал обучение по программе химического машиностроения в копенгагенском политехе (сейчас — Датский технический университет). Потом какое-то время стажировался у известного химика Нильса Бьеррума (рис. 1А), который занимался комплексными (или по-современному, координационными) соединениями.
И только в 1923 г. получил должность ассистента в физиологической лаборатории Копенгагенского университета. До его нобелевского открытия оставалось шесть лет. Впрочем, до этого времени он еще успел в 1925 г. пройти стажировку у австрийского аналитика Фрица Прегля (рис. 1Б), нобелевского лауреата 1923 года за создание методов микроанализа веществ.
С 1928 г. в созданном на деньги Рокфеллера Датском институте биохимии и физиологической химии (де-факто — подразделение медицинского факультета Копенгагенского университета) Дам занимался исследованиями биохимии холестерина (рис. 2).
Он кормил цыплят обезжиренной пищей, почти лишенной холестерина. Через несколько недель такой бесхолестериновой диеты у животных начиналась тяжелая геморрагия — кровоизлияния. Оказалось, кровь у цыплят перестала сворачиваться. Разумеется, первой гипотезой было то, что на свертываемость крови влияет холестерин. Однако добавление чистого холестерина к такой диете не спасало цыплят. Зато спасало добавление зерна. Вывод: дело не в жирном спирте, а в некоем жирорастворимом «факторе», который и влияет на свертываемость крови. Ключевая работа Дама вышла в журнале Nature за 1935 г. [6]. В ней он уже использует не слово «фактор», а слово «витамин». Тут и буква появилась — буква K, от слова «коагуляция», которое и по-немецки, и по-датски тоже пишется с этой буквы (в английском это слово начинается с «С» — coagulation).
И здесь пригодились способности Дама к микроанализу. Нужно было выделить витамин и установить его структуру. Для этого Дам скооперировался с человеком, который уже прославился исследованием и синтезом других витаминов и в 1937 г. получил за свои работы Нобелевскую премию по химии, — швейцарцем Паулем Каррером (рис. 3А).
После выделения витамина Дам и Каррер поняли, что на самом деле существует два витамина К. Однако в финальной части работ их опередила американская команда во главе с профессором биохими университета в Сент-Луисе Эдуардом Аделбертом Дойзи (рис. 3Б).
Профессор Дойзи в 1939 году смог выделить по отдельности обе разновидности витамина (они нашлись в люцерне и в рыбной муке, их назвали K1 и К2), сумел определить их структуры (в итоге оказалось, что на самом деле К2 (менахинон) — это тоже не одно, а два родственных вещества: МК-4 и МК-7 (рис. 4) и провести их направленный синтез.
Дам занялся применением искусственного витамина К. Область применения оказалась обширной: остановка кровотечений (мы помним, что в 1939 г. началась Вторая мировая война), применение у новорожденных (от геморрагии тогда умирало много младенцев), лечение заболеваний печени... Кстати, датчане особо отмечают, что одним из первых младенцев, который стал получать витамин К для предотвращения кровотечений, стала будущая королева Дании Маргрете II, правящая Данией и поныне. Она родилась 16 апреля 1940 года. Так Хенрик Дам, возможно, спас свою будущую королеву. И много, очень много других жизней.
Давайте теперь немного отвлечемся от биографии нашего лауреата, благо свое главное открытие уже совершил, и вернемся к самому витамину К. Что мы о нем знаем сейчас?
Точную функцию витамина ученые не знали до 1974 года, когда при помощи больших доз антагониста витамина К, хорошо известного медикам варфарина (рис. 5А), сразу в трех лабораториях был изолирован протромбин (он же фактор II) — неактивный предшественник белка тромбина (рис. 5Б), инициирующего свертывание крови.
Выяснилось, что витамин К играет особую роль в работе фактора II в процессе коагуляционного каскада.
Он является необходимым кофактором для фермента гамма-глутамил карбоксилазы (GGCX), который добавляет карбоксильные группы в остатки глутаминовой кислоты в факторах II, VII, IX и X, одновременно окисляя витамин К. Эти остатки превращаются в остатки гамма-карбоксиглутаминовой кислоты (Gla), соответственно меняя конформацию белков.
Другой фермент, эпокси-редуктаза витамина К (VKORC), восстанавливает витамин К до активной формы, и он снова участвует в коагуляционном каскаде. Собственно говоря, именно VCORC и является мишенью для современных антикоагулянтов.
Впрочем, не коагуляцией единой важен витамин К. Такие зависимые от витамина К домены (Gla-домены) известны уже у 17 белков человека. Помимо факторов свертывания крови, эти белки участвуют в минерализации костной ткани (остеокальцин), миграции клеток (периостин) и т.д. Некоторые исследования даже указывают на связь нехватки витамина К и развития болезни Альцгеймера.
Теперь вернемся к первооткрывателю витамина. В 1941 г. Дам отправился с лекциями в США. Однако пока датчанин читал лекции, США объявили войну Германии, оккупировавшей Данию в 1940 г. Возвращение отложилось. Как отложилась и Нобелевская премия, которую Нобелевский комитет на самом деле с 1941 г. ежегодно «присуждал» Даму, но сами премии в
Говорить, что Дам получил «нобеля» только за открытие витамина К — совершенно неправильно. Как отмечают исследователи его биографии, главным и решающим вкладом стал огромный объем работ, который он сделал в
Он вообще оказался очень плодотворен, опубликовав более 400 работ за свою жизнь. После войны он отошел от классической биохимии и стал нутриционистом — специалистом по питанию. Продолжил изучать витамин К, много сил отдал витамину Е. Особо важной считают его работу о роли витамина Е в качестве антиоксиданта.
Уникальной чертой Дама стало то, что он, будучи главным экспертом по питанию в своей стране на протяжении трех десятилетий и нобелевским лауреатом впридачу, оставался абсолютно непубличным человеком, который считал свою премию случайной, хотя и приятной наградой. Он регулярно говорил, что наличие «нобеля» совершенно не означает, что такой человек особенно талантлив, и тем более заслуживает того, чтобы выступать в качестве «эксперта» за пределами своей компетенции (ох, как же он прав! Слушался бы его, к примеру, Люк Монтанье [9] с его «ДНК-телепортацией» или поддерживающий ВИЧ-дениализм Кэри Муллис).
Именно поэтому я хочу завершить свой рассказ о Хенрике Даме цитатой из той же самой статьи на Biokemisk Forening: «Как исследователь и как человек Дам, похоже, принадлежал к последнему поколению, обладающему всеми классическими добродетелями» [5].
Первоначально статья была опубликована в блоге автора на сайте Политехнического музея [10].
Литература
- Роберт Вудворд: евангелист органической химии;
- Википедия: «Дам, Хенрик Карл Петер»;
- Википедия (дат.): Henrik Dam;
- Википедия (англ.): Henrik Dam;
- Henrik Dam — Nobelprismodtager og ernæringsforsker. Портал Biokemisk Forening;
- H. DAM. (1935). The Antihæmorrhagic Vitamin of the Chick.: Occurrence And Chemical Nature. Nature. 135, 652-653;
- The discovery of vitamin K, its biological functions and therapeutical application. Нобелевская лекция Х. Дама (1946);
- Møller M.K. (1999). Dam og de Blødende Kyllinger (speciale, Aarhus Universitet, Denmark);
- Нобелевскую премию 2008 года по физиологии и медицине вручили за вирусологические исследования;
- Паевский А. «Остановивший кровь». Сайт политехнического музея..