Самнер (Sumner), Джеймс Бетчеллер

Американский биохимик Джеймс Бетчеллер Самнер родился в Кантоне (штат Массачусетс), неподалеку от Бостона, в семье Элизабет Рэнд (Келли) и Чарльза Самнера, преуспевающего фермера и хозяина хлопкопрядильной фабрики, чьи предки иммигрировали в Бостон в 1636 г. Окончив начальную школу, Самнер перешел в латинскую школу Роксбери, где быстро потерял интерес ко всем предметам, за исключением химии и физики. В результате несчастного случая на охоте он в 17-летнем возрасте лишился левой руки и, несмотря на то что от рождения был левшой, настолько хорошо научился владеть правой, что не только писал, но и играл в теннис, на бильярде, занимался стрельбой по тарелкам.

Задумав стать инженером-электриком, Самнер в 1906 г. поступил в Гарвардский университет, но вскоре увлекся химией и в 1910 г. получил степень бакалавра наук в этой области. Окончив университет, он занялся семейным бизнесом, работая по 10 часов в день на фабрике своего дяди – «Самнер ниттед пэддинг компани». Это была, как он позднее вспоминал, «Грязная и неинтересная работа», и через год Самнер с радостью принял предложение временно занять должность профессора химии в Эллисон-колледже в Саквилле (провинция Нью-Брансуик, Канада), хотя никогда не испытывал склонности к преподавательской деятельности.

К своему удивлению, Самнер обнаружил, что получает удовольствие от «книжной жизни», и после того, как закончился срок его договора в колледже, он в течение недолгого времени преподавал в Уорчестерском политехническом институте в Массачусетсе, а в 1912 г. вернулся в Гарвард, чтобы углубить знания по химии и физиологии. В медицинской школе Гарвардского университета он изучал биохимию у Отто Фолина, который с самого начала сделал все, чтобы убедить молодого химика, что физический недостаток не помешает ему сделать карьеру исследователя. Вскоре удивительная сноровка, которую проявил Самнер в практической лабораторной деятельности, произвела впечатление не только на Фолина, но и на всех остальных. В 1913 г. Самнер стал магистром естественных наук, а в 1914 получил докторскую степень, защитив диссертацию на тему об образовании мочевины в организме животного.

Окончив медицинскую школу Гарвардского университета, Самнер занял должность ассистент-профессора химии в медицинском колледже Корнеллского университета, который тогда находился в г. Итака (штат Нью-Йорк). В 1929 г. он стал там профессором. Честолюбивый исследователь, Самнер хотел «выяснить, что такое жизнь, что заставляет организмы расти, отчего вообще все вертится», объяснял он позднее. Поэтому он поставил перед собой задачу выделить и получить в чистом виде фермент, сделав, таким образом, свой первый шаг на пути определения химического состава этого важного и в то же время малопонятного биологического соединения.

Ферменты представляют собой органические катализаторы – вещества, которые вырабатываются живыми клетками и регулируют многие химические процессы, происходящие в живых организмах, такие, например, как способность переваривать пищу. В то время когда Самнер приступил к исследованиям, химия ферментов все еще оставалась тайной, хотя высказывалось немало предположений, что состоят они из белка. Даже великому немецкому химику Рихарду Вильштеттеру не удалось получить ферменты в чистом виде, и он пришел к заключению, что ферменты представляют собой не белки, а неизвестный еще науке класс соединений.

В ходе подготовки докторской диссертации Самнер уже проводил опыты с уреазой, растительным ферментом, который участвует в разложении мочевины. В 1916 г. была обнаружена высокая концентрация уреазы в канаваллии, тропическом растении, родиной которого является Южная Америка, и именно из бобов канаваллия Самнер попытался выделить фермент уреазу. Исходя из предположения, что это белковый фермент, он выделил весь белок, какой ему удалось обнаружить в больших количествах в цветках канаваллия, применяя для этого различные растворители, фильтры и методы осаждения.

После 9 лет безуспешной работы Самнер наконец выделил микроскопические кристаллы, которые представляли собой белок. Его открытие, опубликованное в 1926 г., было встречено скептицизмом и откровенными насмешками. Особенно критически отнесся к нему Вильштеттер со своими учениками, утверждая, что полученные Самнером кристаллы содержат всего лишь какое-то незначительное активное небелковое вещество. В течение последующих 4 лет Самнер защищал свою точку зрения в серии статей, где приводил дополнительные экспериментальные данные в пользу выдвинутой теории.

И только в 1930 г., после того как Самнер в течение года занимался изучением ферментов в Стокгольмском университете с Гансом фон Эйлер-Хельпином, его теория наконец-то получила поддержку со стороны американского биохимика Джона Х. Нортропа. Нортроп заявил, что сначала выделил в кристаллическом виде фермент пепсин, а 5 лет спустя – трипсин, панкреатический фермент. Эти факты помогли убедить биохимиков в белковой природе ферментов, хотя некоторые из них содержат также и небелковые вещества. К 1946 г. было выделено и определено около 30 ферментов.

«За открытие явления кристаллизации ферментов» Самнеру в 1946 г. была присуждена Нобелевская премия по химии, которую он разделил с Нортропом и Уэнделлом М. Стэнли. В своей вступительной речи от имени Шведской королевской академии наук Арне Тиселиус заявил, что «полученные Самнером результаты свидетельствуют о проведенной им новаторской работе, которая впервые убедила исследователей в том, что ферменты представляют собой вещества, которые можно выделить в чистом виде в ощутимом количестве». Благодаря предпринятым Самнером усилиям, сказал Тиселиус, «заложена основа для более детального проникновения в химическую природу этих веществ, от которой в конечном счете должно зависеть понимание механизма реакций, происходящих в живых клетках».

«Немало людей говорило мне, что мое стремление выделить фермент – не что иное, как глупость, – вспоминал Самнер в своей Нобелевской лекции. – Но эти слова еще больше убеждали меня в том, что, если эта попытка может оказаться успешной, ее стоит предпринять». Знакомя с ходом изучения выделенного им фермента, Самнер указал на достижения, сделанные в этой области. «Благодаря относительно недавно проведенным исследованиям были прояснены механизмы практически всех сложных реакций, которые происходят при расщеплении гликогена на диоксид углерода и воду, – сказал он. – Более того, работа, проведенная [Карлом Ф. ] Кори и его коллегами, дала нам свидетельство того, что гормоны функционируют через свое воздействие на ферменты».

Через год после получения Нобелевской премии Самнер был назначен директором новой лаборатории химии ферментов Корнеллского университета, где продолжал свои исследования и нес большую преподавательскую нагрузку. В 1915 г. Самнер женился на Берте Луизе Рикеттс, с которой у них было пятеро детей и с которой он развелся в 1930 г. На следующий год он вступает в новый брак. Его избранницей становится Агнес Паулина Ландквист из Швеции. С ней Самнер разводится в 1943 г. В том же году он берет в жены Мэри Моррисон Вейер. У супругов родилось двое детей.

Не всегда терпеливый, очень требовательный преподаватель, Самнер заслужил уважение студентов тем, что не щадил себя в работе. «Главное, чему я старался научить студентов, – сказал он однажды, – это разбудить в них любопытство к окружающему миру, стремление познавать этот мир, руководствуясь одной путеводной звездой – истиной». Самнер, увлекавшийся теннисом, слыл отличным игроком. Страстный охотник до пеших походов, он также с удовольствием занимался фотографией, любил готовить, изучать иностранные языки. Вскоре после выхода в отставку из Корнеллского университета в 1955 г. Самнер заболел и умер от рака в Буффало (штат Нью-Йорк).

В числе большого количества наград, которых удостоился ученый, была медаль Шееле, присужденная Шведским химическим обществом (1937). Самнер состоял членом американской Национальной академии наук, Американской академии наук и искусств, а также Общества экспериментальной биологии и медицины.