Біохімія не виникла відразу. Вона була побудована на працях завзятих вчених, які готові були годинами дивитися на каламутні рідини, доки вони не перетворювалися на прозорі кристали. Джон Ховард Нортроп був одним із таких людей.
Народившись у 1891 році в Йонкерсі, штат Нью-Йорк, Нортроп став центральною фігурою у визначенні того, чим насправді є ферменти. До його робіт ферменти були загадковими біологічними каталізаторами. Люди знали про їхнє існування, бо життя залежало від них. Але ніхто не знав їхньої хімічної структури. Чи були вони білками? Ліпідами? Або чимось зовсім іншим?
Нортроп присвятив життя пошуку відповіді це питання. Він помер у Уікенберзі, штат Арізона, в 1987 році, але його Нобелівська премія з хімії 1946 залишається його головною спадщиною. Він розділив її з Джеймсом Б. Самнером та Уенделлом М. Стенлі. Цитата була точною: за успішне виділення та кристалізацію ферментів. Сам цей факт довів їхню хімічну природу.
Військові роки та пошук структури
Шлях Нортропа був лінійним. У 1915 році він отримав докторський ступінь хімії в Колумбійському університеті. Потім розпочалася Перша світова війна. Він служив капітаном у Службі хімічної війни армії США.
Основним напрямом його військових досліджень було бродіння. Особливо процеси виробництва ацетону та етилового спирту. То була прикладна робота. Війні потрібно паливо. Їй були потрібні прекурсори для вибухових речовин. Але це також ознайомило його з механікою біологічних реакцій.
Цей досвід змінив його фокус. Він звернувся до ферментів, важливих для травлення та дихання. То були двигуни життя. Проте їхня хімічна ідентичність залишалася чорним ящиком. Дослідження Нортропа довели важливий факт: ферменти підпорядковуються нормальним законам хімічних реакцій. Вони були магією. Вони були матерією.
Кристалізація невідомого
Прорив стався 1930 року. Нортроп кристалізував пепсин. Пепсин – це травний фермент, що міститься у шлунковому соку. Він розщеплює білки. До цього моменту пепсин являв собою безладну масу, що розчинялася. Змусивши його утворити кристалічні ґрати, Нортроп показав, що це білок.
Це дозволило велику наукову суперечку. Якщо його можна було кристалізувати, як сіль чи цукор, отже, він мав певну молекулярну структуру. Це була тверда хімічна сутність, а не розмита біологічна сила.
На цьому він не зупинився. Використовуючи подібні методи хімічного виділення, він досяг ще однієї першості 1938 року. Він виділив перший бактеріальний вірус, так званий бактеріофаг. Він довів, що це нуклеопротеїн. Це було ключовою відмінністю. Це місток між простими білками та складним генетичним матеріалом.
Прекурсори та підшлункова залоза
Робота Нортропа поширилася і неактивні форми ферментів. Це біологічні бомби уповільненої дії, що чекають на правильний тригер.
Він допоміг виділити та отримати пепсиноген у кристалічній формі. Пепсиноген – це неактивний попередник пепсину. Він нешкідливий і в сплячому стані знаходиться в організмі. Коли він зустрічається із соляною кислотою, він перетворюється на активний пепсин. Цей механізм захищає слизову оболонку шлунка від переварювання.
Він також працював із травними ферментами підшлункової залози. Трипсин та хімотрипсин відіграють ключову роль у розщепленні їжі в тонкому кишечнику. Нортроп виділив їх неактивні прекурсори: трипсиноген та хімотрипсиноген
