Alexander Todd: Der Chemiker, der das Rückgrat der DNA baute

Im Jahr 1949 synthetisierte Alexander Todd in einem Labor in Cambridge Adenosintriphosphat (ATP), das Molekül, das nutzbare Energie in jeder lebenden Zelle transportiert. Zwei Jahre später stellte er fest, wie das Rückgrat der DNA zusammengefügt ist, wobei die Kohlenstoffatome 3 und 5 der Zuckerringe durch Phosphat verbunden sind. Als Watson und Crick 1953 die Doppelhelix enthüllten, war Todds Chemie das Gerüst, an dem sie hing. Mit einunddreißig Jahren war er bereits der jüngste Chemieprofessor in Großbritannien seit Frankland.

Ein Anfang in Glasgow

Alexander Robertus Todd wurde am 2. Oktober 1907 in Cathcart, am Rande von Glasgow, als ältester Sohn von Alexander Todd, einem Angestellten der Glasgow Subway, und Jane Lowry geboren. Er besuchte die Allan Glen's School und dann die Universität von Glasgow, wo er 1928 einen Bachelor-Abschluss in Chemie machte.

Dann tat er, was nur wenige britische Chemiker seiner Generation taten: Er ging weg. An der Goethe-Universität Frankfurt promovierte er 1931 mit einer Arbeit über die Chemie der Gallensäuren und nahm die deutsche Tradition der strukturellen organischen Chemie an ihrer Quelle auf. Zurück in Großbritannien mit einem 1851 Research Fellowship, erwarb er 1933 einen zweiten Doktortitel (DPhil) am Oriel College in Oxford. Mit sechsundzwanzig Jahren war er doppelt ausgebildet, in zwei der stärksten chemischen Kulturen der Welt.

Der schnelle Aufstieg

Todd trat 1934 in den Dienst der Universität Edinburgh. 1937 heiratete er Alison Sarah Dale, Tochter von Henry Hallett Dale, selbst ein Nobelpreisträger; sie hatten drei Kinder, Alexander Henry, Helen Jean und Hilary Alison. 1938 verlieh ihm Manchester den Sir Samuel Hall Chair of Chemistry. Er war einunddreißig Jahre alt – der jüngste Mann, der seit Edward Frankland einen britischen Lehrstuhl für Chemie innehatte. Im selben Jahr verbrachte er sechs Monate als Gastprofessor am California Institute of Technology und lehnte die feste Fakultätsstelle ab, die ihm Caltech anbot. Er wollte seine Schule in Großbritannien aufbauen.

1944 wählte ihn Cambridge auf den 1702 Chair of Chemistry, den er siebenundzwanzig Jahre lang bis zu seinem Ruhestand 1971 innehatte. Dort wurde die Arbeit geleistet, auf die es ankam.

Die Arbeit

Todd wählte das am wenigsten glamouröse und folgenreichste Ziel: Nukleotide, Nukleoside und Nukleotid-Coenzyme – die einzelnen chemischen Einheiten, aus denen DNA und RNA zusammengesetzt sind, und die Moleküle, durch die Zellen Energie bewegen. In den 1940er Jahren konnte sie niemand sauber herstellen, und solange man ein Molekül nicht bauen kann, kann man nicht behaupten, es zu verstehen.

1949 synthetisierte seine Gruppe Adenosintriphosphat und Flavin-Adenin-Dinukleotid. ATP ist die universelle Energiewährung der Biologie; FAD ist ein Träger im Zentrum der Zellatmung. Die Herstellung beider im Labor klärte ihre Strukturen zweifelsfrei und gab der Biochemie einen Vorrat an reinem, definiertem Material, mit dem gearbeitet werden konnte.

1951 kam das strukturelle Ergebnis. Todds Gruppe zeigte auf chemischem Weg, wie das DNA-Rückgrat verknüpft ist: Kohlenstoff 3 eines Zuckers mit Kohlenstoff 5 des nächsten, durch eine Phosphatbrücke. Zwei Jahre später erschien das auf Röntgenstrahlen basierende Modell der Doppelhelix von Watson und Crick, das durch diese Chemie untermauert wurde. Eine Helix ist nur eine Form; Todd lieferte die kovalente Grammatik, die die Form möglich machte.

Er machte weiter. 1955 half er bei der Aufklärung der Struktur von Vitamin B12, dem strukturell schwierigsten bekannten Vitamin, obwohl Dorothy Hodgkin die endgültige Formel durch Kristallographie festlegte. Er arbeitete an Vitamin B1 und Vitamin E, an den Anthocyan-Pigmenten, die Blumen und Früchte färben, und an den Alkaloiden von Cannabis; 1940 wurde er die erste Person, die H4-CBD und H2-CBD durch Hydrierung von Cannabidiol herstellte.

Anerkennung

Die Royal Society wählte ihn 1942 zum Fellow. Er wurde 1954 zum Ritter geschlagen, in dem Jahr, in dem er auch Arthur D. Little Visiting Professor am MIT war, nachdem er 1948 Nieuwland Lecturer an der University of Notre Dame gewesen war. Die US National Academy of Sciences nahm ihn 1955 auf und die American Academy of Arts and Sciences 1957 – das Jahr, in dem ihm der Nobelpreis für Chemie "für seine Arbeit über Nukleotide und Nukleotid-Coenzyme" verliehen wurde. Die American Philosophical Society folgte 1965. 1977 ernannte ihn die Königin zum Order of Merit, der exklusivsten Auszeichnung in Großbritannien. Mehr als vierzig Universitäten verliehen ihm Ehrendoktorwürden.

Der öffentliche Chemiker

Todds zweite Karriere war institutionell. Von 1952 bis 1964 leitete er den Beratungsausschuss der britischen Regierung für wissenschaftliche Politik, das Gremium, durch das das Nachkriegs-Großbritannien entschied, welche Wissenschaft es finanzieren würde. 1962 wurde er als Baron Todd of Trumpington zum Life Peer ernannt. Er war von 1963 bis 1978 Master des Christ's College in Cambridge, ab 1965 erster Kanzler der Universität Strathclyde und von 1975 bis 1980 Präsident der Royal Society – ein seltener Durchlauf durch die Führungspositionen der britischen Wissenschaft. Er war Gründungsmitglied des World Cultural Council im Jahr 1981 und lehrte von 1978 bis 1986 als Gastprofessor am Hatfield Polytechnic, über siebzig Jahre alt und immer noch dozierend.

Letzte Jahre

Seine Frau Alison starb 1987. Todd starb am 10. Januar 1997 im Alter von neunundachtzig Jahren in Cambridge nach einem Herzinfarkt. Die Royal Society of Chemistry brachte später eine blaue Plakette am Chemie-Department in Cambridge an, wo er gearbeitet hatte.

Warum Todd wichtig ist

Die Revolution der Molekularbiologie wird meist durch Physiker und Kristallographen erzählt. Sie hätte nicht ohne Chemiker stattfinden können, die in der Lage waren, die Moleküle der Vererbung auseinanderzunehmen und wieder zusammenzusetzen. Todd war der größte von ihnen. Er machte ATP. Er definierte die Verknüpfung, die sich durch die gesamte Länge jedes Chromosoms zieht. Und er leitete eine Abteilung, die das Fachgebiet sowohl mit seinen Leuten als auch mit seinen Methoden versorgte. Er hat die Chemie der Lebensinformation richtig gemacht, indem er sie Bindung für Bindung aufbaute.