Артур Ко́рнберг (; 3 марта 1918, Бруклин, Нью-Йорк — 26 октября, 2007, Станфорд, штат Калифорния, США) — американский биохимик.
Член Национальной академии наук США (1957), Американской академии наук и искусств и Американского общества ученых-биологов, а также иностранный член Лондонского королевского общества (1970)Kornberg; Arthur (1918 - 2007) .
Биография
Хронология
1933 — окончил Abraham Lincoln High School (Brooklyn), поступил в Городской колледж Нью-Йорка (CCNY) 1937 — получил степень бакалавра в CCNY, поступил в Школу медицины Университета Рочестера 1941 — получил степень доктора медицины в Университете Рочестера; стажировался в Strong Memorial Hospital в Нью-Йорке 1942 — Вступил в Службу общественного здравоохранения США под ведомством береговой охраны США; служил корабельным врачом в Карибском бассейне; переведен в отдел питания Национального института здоровья (NIH) (в настоящее время Национальные институты здоровья) 1943 — Женился на Сильви Рут Леви 1946 — Стажировался у Северо Очоа в Школе медицины Нью-Йоркского университета 1947 — Стажировался у Карла и Герти Кори в школы медицины Вашингтонского университета в Сент-Луисе, вернулся в NIH, чтобы открыть отдел ферментов, родился сын Роджер 1947—1953 — начальник отдела ферментов и обмена веществ Национального института артрита и болезней обмена веществ, NIH, родились сыновья Томас (1948) и Кеннет (1953) 1951 — получил премию Пола-Льюиса в химии ферментов 1953—1959 — профессор и заведующий кафедрой микробиологии школы медицины Вашингтонского университета 1957 — Первый лабораторный синтез ДНК; избран в Национальную академию наук 1959 — получил Нобелевскую премию в области физиологии и медицины (совместно с Северо Очоа) 1959—1969 — заведующий и профессор кафедрой биохимии факультета медицины Стэнфордского университета 1967 — Первая жизнеспособная репликация ДНК вируса 1969—1988 — профессор кафедры биохимии факультета медицины Стэнфордского университета 1970 — иностранный член Королевского общества 1979 — получил Национальную научную медаль США (National Science Foundation) 1980 — Основан DNAX Научно-исследовательский институт молекулярной и клеточной биологии 1986 — Сильви Корнберг умерла после долгой болезни 1988 — Женился на Шарлин Уолш Леверинг (умерла в 1995 году) 1988—2007 — почетный профессор кафедры биохимии факультета медицины Стэнфордского университета, фокус исследований переместился на неорганические полифосфаты 1998 — Женился на Каролин Фрей Диксон 1999 — Medical Research Building в Университете Рочестера посвящено Артуру Корнбергу
Детство и юность
Артур Корнберг родился в семье иммигрантов из польской Галиции Йосефа Корнберга и Лены Кац и был младшим из троих детей. Будучи эмигрантами из Восточной Европы, Корнберги владели небольшим магазином инструментов и товаров для дома. Артур был «стремящимся и способным студентом», и ему было разрешено перескочить несколько классов в начальной школе. Он окончил среднюю школу в 15 лет и поступил в Сити-колледж в Нью-Йорке в 1933 году. Несмотря на раннее развитие, Корнберг не проявлял раннюю страсть к науке или интерес к природному миру. (Он собирал спичечные коробки, а не бабочек или что-либо в этом духе.) Он преуспел на курсах химии в средней школе и колледже, но не был сфокусирован на академической карьере в этой области. Однако в годы Депрессии медицинская школа казалась более перспективным выбором. Корнберг получил степень доктора медицины в Рочестерский университет в 1941 году, собираясь стать «стажером с научными связями».
От врача до охотника за ферментами, 1942—1953
После стажировки, во время Второй Мировой войны, он пошёл служить врачом на корабль Береговой охраны США в Карибском море. Несмотря на то, что он часто ссорился с капитаном судна, Корнберг должен был оставаться в море на всё время войны.
Карьера Корнберга приняла неожиданный оборот, когда в 1942 году была опубликована его первая медицинская статья. Latent Liver Disease in Persons Recovered from Catarrhal Jaundice and in Otherwise Normal Medical Students as Revealed by the Bilirubin Excretion Test, 1942 В медицинской школе Корнберг провел небольшое исследование расстройства (позже известное как синдром Жильбера), которое он сам перенёс, характеризующееся чрезмерным количеством билирубина в крови и лёгкой формой желтухи. На момент публикации руководство военно-медицинской службы, наряду с директором Национального института здоровья , отчаянно искали новые сведения о желтухе в связи с её вспышкой, вызванной новой вакциной против жёлтой лихорадки. Впечатлённый исследованиями Корнберга, Дайер организовал его назначение на пост исследователя в лаборатории питания NIH осенью 1942 года. Первый проект Артура предусматривал изучение витаминной недостаточности у крыс, индуцированной сульфаниламидами. Изучая известные на тот момент витамины, многие из которых являются коферментами, Корнберг заинтересовался центральной ролью ферментов во всех жизненных процессах и их огромным потенциалом для выяснения механизмов работы клетки.
Исследование Корнберга состояло в изучении влияния сульфадиазина и сульфатиазола (недавно разработанные антибиотики-сульфаниламиды) на крыс, выращиваемых на диете из очищенных питательных веществ. Крысы на такой диете (глюкоза, молочный белок, печень трески, хлопковое масло, а также известные витамины) остались здоровыми, пока им не давали сульфаниламиды. В течение нескольких недель многие из них приобретали смертельные заболевания крови. Если, однако, их кормили обычной пищей для животных или добавками из печени, заболевания крови могли быть предотвращены или излечены. Лечебный компонент в печени, содержавшийся также в дрожжах и некоторых овощах, оказался фолиевой кислотой. Корнберг и его коллеги обнаружили, что сульфаниламидные препараты структурно очень похоже на пара-аминобензойную кислоту (ПАБК), ключевой компонент фолиевой кислоты. Сульфониламидный препарат конкурирует с ПАБК за фермент, который синтезирует фолиевую кислоту, и тем самым предотвращает её производство в кишечных бактериях (животные на синтетической диете без дополнительной фолиевой кислоты могли бы прожить с количествами, которые производятся их кишечными бактериями, пока сульфаниламидные препараты не получались из пищи). Корнберг провел соответствующее исследование о связи между сульфониламидными препаратами и дефицитом витамина К, находя опять же, что они не дают кишечным бактериям производить фолиевую кислоту, тем самым убивая их. Поскольку бактерии также производят витамин K (вещество, необходимое для свертывания крови), сульфаниламидные препараты также вызывали дефицит этого питательного веществаMechanism of Production of Vitamin K Deficiency in Rats by Sulfonamides, 1944.
К 1945 году Корнберг всё более интересовался механизмами работы витаминов, чем открытием новых. Многие витамины функционируют как компоненты ферментов. Его работы по питанию привели к заинтересованности в метаболических ферментах, которые катализируют распад глюкозы (сахара) для получения энергии для роста и работы во всех живых системах. К этому времени химики обнаружили контуры основных процессов метаболизма глюкозы, в которых глюкоза превращается в пировиноградную кислоту, а затем в энергию (в виде аденозинтрифосфата — АТФ) через цикл лимонной кислоты, полученный Хансом Кребсом в 1937 году. Но детали производства ATФ, в том числе большинство ферментов, были ещё неизвестны.
В качестве первого шага Корнберг пошёл в ученики к Бернарду Хорекери, коллеге из Отдела изучения производственной гигиены NIH, который имел некоторый опыт работы в исследовании метаболических ферментов. Вместе они исследовали один шаг цикла лимонной кислоты, содержащий янтарную кислоту. Они выделили соответствующие ферменты (оксидазы янтарной кислоты) и наблюдали поэтапное превращение янтарной кислоты. Их исследованиям не удалось выявить основной источник производства АТФ, их ферментный экстракт мог бы катализировать реакцию, но он был слишком сырой для детального анализа.
Корнбергу стало ясно, что он должен овладеть искусством очистки ферментов, чтобы продолжить свои исследования процесса производства АТФ. Корнберг убедил своего начальника отдела, Генри Себрелла, предоставить ему отпуск, чтобы получить дальнейшее обучение в химии ферментов. Сначала он отправился работать к Северо Очоа в Нью-Йоркский университет, где очищал ферменты, которые могут быть вовлечены в синтез АТФ (также называемое окислительным фосфорилированием). Очоа поручил ему очистить фермент аконитазу из свиного сердца и грудки голубя, и он трудился над этим в течение шести месяцев. Корнберг провёл весь 1946 год, кропотливо практикуясь у Очоа, дополняя лабораторную практику летними курсами химии в Колумбийском университете.
В январе 1947 года он поехал в Университет Вашингтона в Сент-Луисе работать с Карлом и Герти Кори, которые получат Нобелевскую премию в том же году за свою работу над метаболизмом глюкозы. В лаборатории Кори его заданием было объяснить присутствие неорганического пирофосфата при метаболизме тканями печени пировиноградной кислоты. Пирофосфат был ранее неизвестен как клеточный компонент, однако обладал химической энергией, схожей с АТФ. Хотя Корнбергу не удалось узнать много о пирофосфате, он обнаружил, что клеточное дыхание сильно повышается за счёт кофермента NAD (никотинамидадениндинуклеотид), который расщеплялся другим ферментом, высвобождая AMФ (аденозинмонофосфат), чтобы стимулировать реакцию.
Когда Корнберг вернулся в NIH осенью 1947 года, чтобы организовать Отдел ферментов в Институте артрита и болезней обмена веществ, он отказался от своего поиска источника АТФ (как позже оказалось, ферменты для его синтеза не существуют в отдельном растворимом виде, а встроены в мембрану митохондрий). Вместо этого он решил узнать больше о ферменте, который расщепляет NAD. Ему легко удалось выделить фермент (нуклеотид пирофосфатазу) из картофеля. Вскоре он обнаружил, что он приводит к расщеплению не только NAD, но многих подобных соединений. Найдя фермент, который расщепляет NAD, он задался вопросом о существовании такового, который бы его синтезировал. И он обнаружил NAD-синтетазу. Выделение его позволило разграничить реакции, и так же Корнберг обнаружил, что он производит NAD вместе с пирофосфатом, что объясняет, как последний попал в ткани печени, которые он изучал в лаборатории Кори.
Синтез NAD предполагает, что подобный механизм может быть задействован в производстве других коферментов, таких как метаболический FAD (флавинадениндинуклеотид), и Корнберг впоследствии нашёл ферменты, которые синтезировали некоторые из них. Эта работа дала четыре научных статьи и принесла ему в 1951 году премию Поля-Льюиса по энзимологии (ныне премия Pfizer).
Синтез ДНК, 1953—1959