Нортроп (Northrop), Джон Ховард

Американский биохимик Джон Ховард Нортроп родился в Йонкерсе (штат Нью-Йорк), в семье Алисы Белл (Рич) и Джона Исайи Нортропа, преподавателя зоологии Колумбийского университета. Незадолго до рождения Нортропа его отец погиб: в лаборатории, где он работал, произошел взрыв. Мать мальчика снова стала преподавать ботанику в Хантер-колледже в Нью-Йорке. Благодаря ее усилиям в учебную программу средних школ был включен новый предмет – изучение природы. В Нью-Йорке Нортроп окончил начальную и в 1908 г. среднюю школы.

Поступив в Колумбийский университет, будущий ученый уделял много времени изучению химии и совсем немного – биологии. В 1912 г. он получил степень бакалавра естественных наук и поступил в аспирантуру по химии. В годы учебы в аспирантуре Нортроп вошел в состав фехтовальной команды Колумбийского университета, которая в 1913 г. выиграла межуниверситетское соревнование. В том же году Нортроп стал магистром естественных наук и приступил к написанию докторской диссертации по химии, которую закончил в 1915 г. Летом этого же года, как раз накануне ее завершения, молодой биохимик работал старателем в Аризоне.

Получение стипендии Уильяма Бэйарда обеспечило Нортропу возможность поработать в течение года в Рокфеллеровском институте медицинских исследований (теперь Рокфеллеровский университет) у Жака Лоэба, после чего он был назначен сначала ассистентом, а затем, в 1917 г., – преподавателем. С 1920 по 1924 г. Нортроп прошел путь от младшего члена до члена институтской корпорации. В 1917 г., после вступления США в первую мировую войну, Нортроп служил капитаном в химических войсках американской армии. В это время он открыл процесс брожения, который стал использоваться в производстве ацетона – растворителя, широко применяемого в промышленных и научных целях.

Вернувшись после войны в Рокфеллеровский институт, К. возобновил начатую ранее работу по исследованию белков и изучению продолжительности жизни, которая подвела его к необходимости выяснения природы ферментов. В 1902 г. немецкий химик Эдуард Бухнер открыл группу белков. Это были энзимы, или ферменты. Они представляют собой катализаторы, способствующие осуществлению химических реакций, таких, например, как процесс переваривания пищи. Когда Нортроп приступил к изучению этих жизненно важных соединений, их химический состав был почти неизвестен. Хотя многие ученые и полагали, что ферменты имеют белковую природу, известный немецкий химик Рихард Вильштеттер безуспешно пытался получить их образцы в чистом виде и в результате пришел к заключению, что ферменты не похожи ни на одно из известных органических соединений.

Не согласившись с выводом Вильштеттера, Лоэб предположил, что ферменты обладают белковой природой и могут, следовательно, быть объяснены, исходя из законов химии. По предложению Лоэба Нортроп в 1920 г. предпринял попытку получить в чистом виде пепсин – фермент, регулирующий происходящий в желудке пищеварительный процесс. Однако его попытка не увенчалась успехом, и ученый, возобновив начатую с Лоэбом работу, доказал, что жизнь организма зависит от температуры: высокая температура ведет к сокращению ее продолжительности. Это открытие подтвердило его и Лоэба убеждение в том, что жизнь определяется химическими процессами.

В 1926 г., то самое время, когда Нортроп начал работать в лаборатории Рокфеллеровского института в Принстоне (штат Нью-Джерси), Джеймс Б. Самнер из медицинского колледжа Корнеллского университета опубликовал результаты своих исследований уреазы – фермента, участвующего в расщеплении мочевины. (Мочевина представляет собой отработанный продукт, который образуется в организме в результате белкового обмена.) Самнер, сообщая о том, что ему удалось выделить фермент в кристаллическом виде, высказал предположение о его белковом происхождении. Открытия Самнера подверглись нападкам со стороны многих ученых, но Нортропа они вдохновили на возобновление исследований пепсина, которые 4 года спустя увенчались выделением кристаллов вещества, по своим свойствам очень похожего на пепсин.

В 30-е гг. Нортроп и его коллеги, среди которых наиболее значительный вклад внес Мозес Кунитц, выделили трипсин, химотрипсин и несколько других ферментов. Их работа, экспериментально подтвердив теорию Самнера, положила начало интенсивному изучению ферментов. Следующий шаг в их исследовании был сделан в 1935 г. коллегой Нортропа по Рокфеллеровскому институту Уэнделлом М. Стэнли, который впервые получил кристаллы вируса табачной мозаики, нуклеопротеина. В 1939 г. Нортроп первым выделил бактериальный вирус, а в следуюшем году – дифтерийный антитоксин в кристаллическом виде. Во время второй мировой войны Нортроп работал консультантом и официально занимал должность исследователя в Научно-исследовательском комитете национальной обороны. В этот период он создал методы автоматического обнаружения химического оружия.

«За получение в чистом виде вирусных белков» Нортропу и Стэнли в 1946 г. была присуждена Нобелевская премия по химии совместно с Самнером. Ее вручил от имени Шведской королевской академии наук Арне Тиселиус. Обращаясь к Нортропу, Тиселиус сказал: «Вы и ваши сподвижники превратили кристаллизацию ферментов и других активных белков в искусство, и вы в нем – мастер». В своей Нобелевской лекции Нортроп говорил о том, что опыты, проведенные им и его коллегами – лауреатами, «подтверждают вывод, что источник активности ферментов лежит в самой молекуле белка, а не вызывается небелковыми примесями».

После получения Нобелевской премии Нортроп серьезно занялся изучением вирусов, уделяя особое внимание выяснению их природы и исследованию связей между ними. С 1949 по 1958 г. он, профессор Калифорнийского университета в Беркли, одновременно занимал должности профессора и биофизика в университетской лаборатории Доннера. В 1961 г. Нортроп был удостоен звания почетного профессора в отставке Рокфеллеровского института, а в 1962 – Калифорнийского университета в Беркли.

В 1917 г. Нортроп женился на Луизе Уокер. У них родились сын и дочь. Умер ученый в своем доме в Уикеберге (штат Аризона) 27 мая 1987 г. Он всегда много и с удовольствием занимался спортом, а иногда охотился и ходил на рыбную ловлю.

Среди многочисленных наград Нортропа – медаль Чарльза Фредерика Чендлера Колумбийского университета (1937), Почетный диплом правительства США (1948) и медаль Александра Гамильтона Колумбийского университета (1961). Ученый был членом американской Национальной академии наук, Американского философского общества и Американской академии наук и искусств, а также иностранным членом Британского химического общества, Королевского общества искусств и Германской академии естествоиспытателей «Леопольдина».