Эйлер-Хельпин (von Euler-Chelpin), Ганс фон

Немецко-шведский биохимик Ганс Карл Август Симон фон Эйлер-Хельпин родился в Аугсберге в Германии и был сыном Габриэлы фон Эйлер-Хельпин (в девичестве Фиртнер) и Ригаса фон Эйлер-Хельпина. Поскольку после рождения мальчика его отца, капитана Королевского баварского полка, перевели в Мюнхен, то Ханса отправили жить к бабушке в Вассербург. Свое начальное образование он получил в Мюнхене, Вюрцбурге и Ульме, а затем в 1881 г. поступил в Мюнхенскую академию живописи. В процессе обучения живописи он стал интересоваться проблемами цвета, что привело впоследствии к зарождению интереса к исследовательской деятельности.

В 1893 г. Эйлер-Хельпина приняли в Мюнхенский университет, где он изучал физику под руководством Эмиля Варбурга и Макса Планка и органическую химию у Эмиля Фишера. В 1895 г. в Мюнхене он получил докторскую степень. После краткого периода пост-докторских исследований по физической химии он работал с 1896 по 1897 г. совместно с Вальтером Нернстом в Геттингенском университете. В следующем году он стал ассистентом в лаборатории Сванте Аррениуса в Стокгольмском университете, где в 1899 г. был назначен приват-доцентом. В течение того же лета он продолжил свои исследования под руководством Якоба Вант-Гоффа и Эдуарда Бухнера в Берлине, оставаясь здесь до 1900 г.

По возвращении в Стокгольм Эйлер-Хельпин в 1902 г. получил шведское гражданство. В течение этого периода его исследования были сосредоточены на действии катализаторов в реакциях неорганических соединений, но постепенно его интересы перемещаются в область органических веществ, особенно после того, как он познакомился с исследованиями Бухнера по химии ферментации. В 1906 г. Эйлер-Хельпин стал профессором общей и органической химии в Стокгольмском университете, где работал на протяжении всей своей последующей научной деятельности.

Когда началась первая мировая война, он договорился, что прочтет свой годичный курс в Стокгольмском университете в течение шести месяцев, а в течение остальных шести месяцев будет служить вольнонаемным пилотом в немецкой армии. В 1916 и 1917 гг. он принимал участие в работе военной миссии, созданной с целью увеличения производства боеприпасов для Турции, которая была союзником Германии. В течение последних лет войны он командовал эскадрильей бомбардировщиков.

После прекращения боевых действия в 1918 г. Эйлер-Хельпин в полном объеме стал выполнять свои обязанности на факультете, а также развернул исследования по химии ферментов, сложных продуктов живой клетки, катализирующих специфические биохимические реакции. Он проявил особый интерес к вопросу о роли ферментов при брожении. В этом процессе молекулы сахара расщепляются и рекомбинируют с образованием воды, спирта и двуокиси углерода и таким образом обеспечивают энергией и исходным материалом клетку. В то время было мало известно об этом процессе, за исключением отдельных фактов, ранее полученных Бухнером и английским химиком Артуром Гарденом.

В 1896 г. Бухнер доказал, что жидкость, образованная дрожжевыми клетками, может индуцировать ферментацию, хотя она и не содержит живых клеток дрожжей. Бухнер также обнаружил, что один компонент этой жидкости, фермент, названный зимазой, вызывает расщепление молекул глюкозы до фрагментов гексозы (элементарного сахара). Основываясь на работе Бухнера, Гарден понял, что зимаза состоит из двух компонентов, каждый из которых важен для процесса ферментации. На первом этапе процесса, считал Гарден, молекула сахара соединяется с ионом фосфата (содержит один атом фосфора и четыре атома кислорода). До завершения процесса ферментации фосфат регенерируется до свободного состояния. Гарден выдвинул гипотезу, что ферментация может начаться только тогда, когда две молекулы фосфата прореагируют с двумя молекулами гексозы.

Эйлер-Хельпин убедился, что для того, чтобы фермент мог осуществить свои функции, он сначала должен связаться с молекулой, на которую должен воздействовать (субстратом). Чтобы понять химический процесс ферментации, необходимо идентифицировать каждый из существующих субстратов на всех этапах процесса. Для этого он добавлял атомы металла в растворы, в которых протекала ферментация, и таким способом тормозил процесс на определенной стадии, что позволило ему проанализировать все стадии.

Если Гарден предположил, что две молекулы гексозы и два аниона фосфата объединяются с образованием спирта, двуокиси углерода, воды и фосфорсодержащего соединения, которое он назвал зимодифосфатом, то Эйлер-Хельпин понял, что реакция протекает значительно сложнее. Он показал, что фрагменты двух молекул гексозы, полученные при расщеплении молекул сахара, различны. Один из фрагментов более богат энергией, чем другой. Более того, фосфат присоединен к фрагменту с меньшей энергией, и именно этот фрагмент, последовательно разрушаясь, превращается в зимодифосфат.

Кроме слежения за превращением фосфата, Эйлер-Хельпин установил химическую природу небелкового компонента зимазы, который он назвал козимаза, причем задача осложнилась его чрезвычайно малыми размерами. Используя многостадийный процесс очистки, проводимой с экспериментальным мастерством, он получил высококонцентрированный раствор козимазы и определил ее молекулярный вес. Он установил, что козимаза содержит фрагменты сахара, фосфорную кислоту и кристаллы химического вещества, названного пурином. Он также обнаружил, что козимаза является составляющим компонентом ферментов, которые регулируют эффективность переноса водорода в клетки и таким образом оказывают влияние на процесс дыхания.

«За исследования по ферментации сахара и ферментов брожения» Эйлер-Хельпин и Гарден были награждены в 1929 г. Нобелевской премией по химии. В своей речи при презентации член Шведской королевской академии наук X.Г. Седербаум назвал процесс познания ферментации «одной из наиболее сложных и трудных проблем химии». Разрешив ее, сказал Седербаум, Эйлер-Хельпин, Гарден и их коллеги сделали возможным «получить важные заключения, касающиеся основных принципов углеводного метаболизма как у растении, так и у организмов животных».

Работая также в другом направлении и сотрудничая с Паулем Каррером, Эйлер-Хельпин изучал витамины, чья химическая структура была только позже определена такими исследователями, как Каррер, Уолтер Н. Хоуорс и Рихард Кун. На протяжении всей своей научно-исследовательской деятельности Эйлер-Хельпин продолжал заниматься биохимическими исследованиями, особое внимание уделяя ферментам. В 1935 г. он начал исследования по биохимии рака. В сотрудничестве с Георгом (Дьердем) де Хевеши он разработал методику мечения нуклеиновых кислот, находящихся в опухоли, для слежения за их поведением.

В 1902 г. Эйлер-Хельпин женился на Астрид Клеве, которая в течение ряда лет выполняла научную работу вместе с ним. У них было пятеро детей; один из них, Ульф фон Эйлер, стал знаменитым физиологом. После того как они в 1912 г. расстались, Эйлер-Хельпин женился на баронессе Элизабет Уггла, от которой у него было четверо детей. Эйлер-Хельпин умер 6 ноября 1964 г. в Стокгольме.

Кроме Нобелевской премии, Эйлер-Хельпин был награжден Большим крестом Федеральной службы ФРГ (1959). Ему были присвоены почетные ученые степени университетов Стокгольма, Цюриха, Афин, Киля, Берна, Турина и Нью-Брансуика. Он был членом Шведской королевской академии наук. Шведской академии инженерных наук и Финляндской академии наук, а также иностранным членом многих научных и профессиональных обществ.