Дю Виньо (du Vigneaud) Винсент

Американский биохимик Винсент дю Виньо родился в Чикаго (штат Иллинойс) в семье Альфреда дю Виньо, изобретателя и конструктора машин, и Мэри Терезы (в девичестве О'Лири) дю Виньо.

Начальное образование он получил в чикагских государственных школах. Проявив довольно рано интерес к наукам, мальчик проводил в домашней лаборатории эксперименты по химии и физиологии. В 1918 г. он поступил в Иллинойский университет, где специализировался по органической химии, и в 1923 г. получил степень бакалавра, а в следующем году – степень магистра по химии за свою научную работу, посвященную синтезу лекарства, обладающего местным анестезирующим и вазопрессорным (вызывающим повышение кровяного давления) действием. Эти его ранние исследования привели к тому, что он позднее называл «непреходящим интересом к взаимосвязи между химической структурой органических соединений и их биологической активностью».

Интерес дю Виньо к инсулину зародился после лекции В.К. Розе, прочитанной на химическом факультете Иллинойского университета вскоре после открытия инсулина Фредериком Г. Бантингом и Джоном Дж.Р. Маклеодом. Позднее дю Виньо вспоминал, как он был «поражен тем фактом, что химическая структура этого соединения может обладать такими удивительными свойствами, описанными Розе. Я и не думал, что инсулин сможет в конечном счете оказаться сернистым соединением».

В 1924 г. дю Виньо в основном работал в джексоновских лабораториях фирмы «Дюпон де Немур» в Уилмингтоне (штат Делавэр), затем стал ассистентом-биохимиком в Высшей медицинской школе при Пенсильванском университете и в лаборатории клинической химии при Филадельфийском главном госпитале, где работал. В 1925 г. он перешел на факультет экономики жизнеобеспечения (в действительности факультет эндокринологии и метаболизма) при вновь созданной медицинской школе Рочестерского университета.

В Рочестерском университете дю Виньо исследовал химический состав инсулина. Через два года он писал, что инсулин, по-видимому, является производным аминокислоты цистина, что сера, обнаруженная в инсулине, находится в форме дисульфидного мостика и что инсулин, по всей вероятности, является пептидом (две или более аминокислоты, связанные вместе). Поскольку в природе известно до 20 аминокислот, химическая структура длинных пептидов и белков чаще всего очень сложна.

В 1927 г. дю Виньо получил в Рочестерском университете докторскую степень по химии. За счет стипендии от Национального исследовательского совета он перешел в медицинскую школу Джонса Хопкинса при факультете фармакологии, где сумел выделить аминокислоту цистин из кристаллов инсулина. Он также открыл, что инсулин содержит только аминокислоты и аммиак, хотя аммиак, как было доказано позднее, является побочным продуктом.
В 1928 г. дю Виньо отправился в Германию, в Дрезден, в лабораторию Макса Бергмана, бывшего когда-то студентом у Эмиля Фишера и являвшегося уже признанным авторитетом в области химии аминокислот и пептидов. Хотя Бергман предложил ему стать его ассистентом, дю Виньо отклонил это предложение, продолжив свою работу с биологами Джорджем Баргером из Эдинбургского университета (Шотландия) и Чарлзом Харрингтоном из Университетского колледжа при Лондонском университете (Англия).

По возвращении дю Виньо приняли в Иллинойский университет на факультет физиологической химии. В 1932 г. он стал профессором биохимии и возглавил биохимический факультет в Медицинской школе Университета Джорджа Вашингтона в г. Вашингтоне (округ Колумбия), где разработал учебную программу по биохимии для студентов-медиков. Кроме того, он проводил исследования о возможности взаимоотношения между гипоглицемическим эффектом инсулина (понижением сахара в крови) и наличием дисульфидных связей цистина. Чтобы это проверить, он синтезировал пептиды, содержащие цистин, и исследовал их в физиологических опытах (пробах) на инсулиновую активность.

В 1936 г. он и его коллеги синтезировали глутатион – трипептид, содержащий аминокислоты – цистеин, глицин и глутаминовую кислоту. Глутатион, обнаруженный во всех тканях животных, действует как восстанавливающий агент (донор электронов). В 1937 г. дю Виньо опубликовал окончательные доказательства, что вся сера инсулина содержится в аминокислоте цистина и что восстановление дисульфидных связей инсулина глутатионом или цистеином делают его физиологически неактивным.

В следующем году дю Виньо стал профессором биохимии и деканом биохимического факультета Медицинского колледжа Корнеллского университета в Нью-Йорке. Там он продолжил свои попытки выделить, очистить и синтезировать гормоны окситоцина (который стимулирует сокращение матки во время родов и вызывает поступление молока из женских молочных желез) и вазопрессина (который стимулирует сужение периферических сосудов крови и способствует реадсорбции воды в почках, т. е уменьшению объема мочи). Во время изучения биологического трансметилирования (переноса метальных групп от одной молекулы на другую) он и его коллеги определили, что метальные группы являются важными факторами диеты. Они также выделили из ткани печени и молока биотин – кофермент, принимающий участие в клеточном дыхании, и доказали, что он идентичен и по структуре, и по свойствам веществу, известному тогда как витамин Н, или кофермент R.

В годы второй мировой войны дю Виньо работал над синтезом пенициллина – грибкового антибиотика, открытого в 1928 г. Александером Флемингом. Однако только после войны, в 1946 г., ему и его коллегам полностью удалось разработать синтез пенициллина.

Дю Виньо и его коллеги продолжили работы по выделению окситоцина из коммерчески доступных экстрактов гипофиза и тканей гипофиза быка и свиньи. Они обнаружили, что независимо от источника окситоцин всегда содержит восемь одних и тех же аминокислот и вызывает одинаковый биологический эффект. Содержание серы в окситоцине полностью совпадало с ее количеством в такой аминокислоте, как цистин. В 1953 г. дю Виньо определил, что окситоцин – это циклический полипептид, структура которого состоит из пентапептидного (пять аминокислот) кольца и трипептидной боковой цепи. Система пентапептидного кольца, двадцатичленная структура которого замкнута дисульфидным мостиком, не была ранее обнаружена среди химических структур известных природных соединений. Дю Виньо и его коллеги первыми получили кристаллический окситоцин, который испытали на женщинах для стимуляции родов, и доказали, что он является эффективным для клинического применения. Это был первый случай синтеза полипептидного гормона в условиях in vitro.

В 1955 г. дю Виньо была вручена Нобелевская премия по химии «за работу с биологически активными соединениями, и прежде всего за впервые осуществленный синтез полипептидного гормона». В Нобелевской лекции он поведал об истории исследования этих серосодержащих пептидов: «Начиная серию экспериментальных работ в лаборатории, точно не знаешь, к чему в конце концов придешь. При этом надо быть уверенным, что у тебя сформулирована цель и ты испытываешь некоторое чувство, находящееся как бы вне конкретной цели, к которой стремишься».

Все эти годы дю Виньо поддерживал тесное сотрудничество как с клиницистами, так и со специалистами, занимающимися, как и он сам, фундаментальными проблемами. С 1967 по 1975 г. он был профессором химии Корнеллского университета в Итаке. Он стал членом совета Рокфеллеровского института медицинских исследований, Национального института артрита и метаболических болезней и совета Исследовательского института здоровья в Нью-Йорке. Он также являлся президентом Гарвеевского общества и Американского общества биологической химии и председателем совета Федерации американских обществ экспериментальной биологии.

В 1924 г. Дю Виньо женился на Зелле Зон-Форд, с которой они воспитали сына и дочь. Высокий мужчина с тонкой щеточкой усов, он любил играть в бридж и кататься верхом. Он умер 11 декабря 1978 г. в г. Скарсдейле (штат Нью-Йорк).

Среди других наград дю Виньо есть медаль Николса Американского химического общества (1945), премия Бордена по медицинским наукам, премии Осборна и Менделя Американского института питания (1953), медаль Чарлза Фредерика Чендлера Колумбийского университета (1956) и медаль Уилларда Гиббса Американского химического общества (1956). Он являлся членом американской Национальной академии наук, Американской академии наук и искусств, Нью-Йоркской академии наук и Американского философского общества.