Северо Очоа

Биография

В течение двух последующих лет при поддержке Испанского совета по научным исследованиям он изучал биохимию и физиологию мышечной ткани, работая исследователем-ассистентом у Отто Мейергофа в институтах кайзера Вильгельма в Гейдельберге и Берлине. В 1931 г. он вернулся в Мадридский университет преподавателем физиологии и биохимии, а следующий год провел в Национальном институте медицинских исследований в Лондоне, где занимался энзимологией (изучением ферментов и их функций).

По возвращении в 1935 г. в медицинскую школу при Мадридском университете О. был назначен заведующим отделом физиологии Института медицинских исследований. Когда в 1936 г. в Испании началась гражданская война, О. и его жена покинули страну. В течение последующих пяти лет О. работал в лабораториях Германии и Англии: в Институте медицинских исследований кайзера Вильгельма в Гейдельберге, в лаборатории биологии моря в Плимуте и в медицинской школе Оксфордского университета. В течение этого периода О. изучал функцию тиамина (витамина В1) и промежуточный метаболизм – биохимические реакции, в которых углеводы и жирные кислоты образуют энергию для клеточных процессов.

После начала второй мировой войны, в 1941 г., О. эмигрирует в США и в 1956 г. получает американское гражданство. Став преподавателем и научным сотрудником в отделе фармакологии Вашингтонского университета в Сент-Луисе, он работал с Карлом Ф. и Герти Т. Кори, известными учеными в области промежуточного метаболизма углеводов. С 1942 г., после получения должности научного сотрудника, О. связал свою творческую судьбу с медицинской школой Университета Нью-Йорка, вначале как ассистент профессора биохимии (1945), затем как профессор и руководитель отдела фармакологии (1946) и, наконец, как профессор биохимии (1954). В 1949 г. он был приглашенным профессором биохимии в Калифорнийском университете в Беркли.

Основными источниками клеточной энергии являются насыщенные ею вещества, содержащие фосфат в виде аденозинтрифосфата (АТФ). Аминокислоты, жиры и углеводы метаболизируются в цикле лимонной кислоты Кребса, цепи реакций, приводящих к образованию АТФ. Цикл лимонной кислоты – цепь конечных химических реакций в клетках млекопитающих, в результате которых происходит окисление белков, жиров и углеводов в организме и образование энергии, – был открыт Гансом Кребсом. О. обнаружил, что полное окисление одной молекулы глюкозы до двуокиси углерода дает 36 молекул АТФ, богатых энергией. Он также выяснил механизм цикла лимонной кислоты, выделив ферменты, известные под названием цитратсинтетаза (вначале названная конденсирующим ферментом), изоцитратдегидрогеназа и фермент яблочной кислоты. Исследуя фотосинтез – биохимический процесс, посредством которого зеленые, содержащие хлорофилл, растения превращают под влиянием света углекислый газ и воду в углеводы, – О. выяснил дополнительную роль фермента яблочной кислоты.

Гены, расположенные в хромосомах ядра каждой клетки, определяют наследование физических признаков, управляя синтезом белков (ферментов). Они состоят из участков молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), содержащей азотистые основания (пуриновые или пиримидиновые), расположенные вместе с моносахаридами и фосфатными группами в виде двойной спирали. При репликации ДНК две половины двойной спирали отделяются одна от другой, а затем на каждой из них идет синтез новой молекулы ДНК. Последовательность азотистых оснований действует как матрица для образования новых молекул. Синтез белков происходит при передаче генетической информации рибонуклеиновой кислоте (РНК), сходной по своей структуре с ДНК, но содержащей вместо моносахарида дезоксирибозы рибозу и урацил – вместо тимина.

Три вида РНК участвуют в последовательном включении аминокислот в молекулу белка: информационная, рибосомная и транспортная. Генетические инструкции для синтеза белка закодированы в последовательности азотистых оснований ДНК и РНК. Группы из трех азотистых оснований, или триплеты, кодируют включение каждой аминокислоты в молекулу белка.

В 1955 г. О. выделил бактериальный фермент полинуклеотидфосфорилазу, которая катализирует в обратимой реакции синтез полирибонуклеотидов из рибонуклеозиддифосфатов. С помощью этого фермента он получил синтетические РНК с различным составом азотистых оснований, что дало ему возможность расшифровать триплетный код для 11 аминокислот. Таким образом, в тестовой системе удалось синтезировать РНК и белковые молекулы с известной последовательностью азотистых оснований и составом аминокислот. Это достижение – первое в истории биологии – позволило ученым в дальнейшем расшифровать генетический код.

О. разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1959 г. с Артуром Корнбергом «за открытие механизмов биологического синтеза рибонуклеиновой и дезоксирибонуклеиновой кислот». В речи при вручении премии Аксель Хуго Теорелль назвал усилия «выяснить способ, посредством которого природа формирует такие сложные вещества, как нуклеиновые кислоты», героическими. Заслугой О. Теорелль назвал его исследования, которые привели к открытию «систем, образующих рибонуклеиновые кислоты». «Мы в недалеком будущем будем наблюдать несколько важных открытий в области биохимии, изучении вирусов, генетики и раковых исследований как следствие работ О. и Корнберга», – заключил Теорелль. В Нобелевской лекции «Ферментативный синтез рибонуклеиновой кислоты» («Enzymatic Synthesis of Ribonucleic Acid») О. подвел итоги работы, приведшей его к открытиям.

В честь 70-летнего юбилея О. в 1975 г. были проведены научные симпозиумы в Барселоне и Мадриде. Корнберг с соавторами опубликовал «Размышления о биохимии» («Reflections on Biochemistry»), трехтомную книгу, содержащую все написанные О. и его коллегами научные работы. После ухода на пенсию в 1975 г. из медицинской школы Университета в Нью-Йорке О. стал членом Института медицинских исследований в Нью-Джерси.

В 1931 г. О. женился на Кармен Гарсиа Кобиан, дочери испанского судьи и бизнесмена; детей у них не было.

Среди наград и премий, присужденных О., – медаль Карла Нойберга Американского общества европейских химиков (1951), премия Шарля Леопольда Майера Французского общества биохимиков (1955), премия Бордена за медицинские исследования Ассоциации американских медицинских колледжей (1958), университетская медаль Нью-Йоркского университета (1959) и орден Восходящего Солнца японского правительства (1967). Он был удостоен почетных степеней университетов Вашингтона, Весляны, Оксфорда, Пенсильвании, Брендиса, Мичигана, Глазго и Йешивы.

О. – член Американской ассоциации содействия развитию наук, Американской академии наук и искусств, Нью-Йоркской академии наук, Нью-Йоркской академии медицины, Американского общества биохимиков, Американского химического общества, Национальной академии наук, Общества экспериментальной биологии и медицины, Американского философского общества, Биохимического общества Великобритании, королевских академий наук Мадрида и Барселоны и Германской академии естествоиспытателей «Леопольдина». Он также – иностранный член Лондонского королевского общества, Академии наук СССР и Польской академии наук.