Ernst Chain: Penisilini Gerçekleştiren Kimyacı

25 Mayıs 1940'ta, Oxford'da sekiz fareye streptokok enjekte edildi ve bunlardan dördüne, bir Alman mültecinin nasıl çıkarılacağını öğrenmek için iki yıl harcadığı kahverengi bir toz verildi. Ertesi sabah, tedavi edilen dört fare hayattaydı, tedavi edilmeyen dördü ise ölmüştü. Alexander Fleming (Alexander Fleming) on iki yıl önce bu küfü fark etmiş ve bırakmıştı. Ernst Chain onu bir ilaca dönüştürdü.

Berlin ve Bir Kimyacının Oğlu

Chain, 19 Haziran 1906'da Berlin'de doğdu. Babası Dr. Michael Chain (Dr Michael Chain), Rus İmparatorluğu'ndaki Mogilev'den yurt dışında kimya okumak için göç eden bir kimyager ve sanayiciydi; annesi Margarete Eisner (Margarete Eisner) Berlin doğumluydu. Aile Yahudiydi. Luisen Lisesi'nde (Luisengymnasium) okudu ve 1930'da Friedrich-Wilhelm Üniversitesi'nde (Friedrich-Wilhelm University) kimya derecesini aldı, ardından Charité hastanesinde (Charité hospital) enzim araştırmaları üzerinde üç yıl geçirdi.

Nazi yükselişini doğru ve erken bir şekilde okudu. 2 Nisan 1933'te 10 sterlin ile İngiltere'ye ulaştı. Genetikçi J.B.S. Haldane (J.B.S. Haldane) ona Londra'daki University College Hastanesi'nde (University College Hospital) bir yer buldu ve oradan Cambridge'e, Fitzwilliam Koleji'ne (Fitzwilliam College) giderek Sir Frederick Gowland Hopkins'in (Sir Frederick Gowland Hopkins) altında fosfolipitler üzerine çalıştı. Savaştan aylar önce, Nisan 1939'da İngiliz vatandaşı oldu.

Oxford ve Sistematik Arayış

1935'te Oxford'un Sir William Dunn Patoloji Okulu (Sir William Dunn School of Pathology) onu davet etti; 1936'da kimyasal patoloji alanında gösterici ve öğretim görevlisiydi. Oxford'daki erken dönem çalışmaları çok çeşitliydi; yılan zehirleri, tümör metabolizması, lizozim mekanizması ve sırada ne olduğunu gösteren şey lizozim çalışmasıydı.

1938'de Chain ve okulun Avustralyalı direktörü Howard Florey (Howard Florey), mikroorganizmalar tarafından üretilen seçilmiş antibakteriyel maddelerin biyokimyasal ve biyolojik özelliklerini araştırmaya karar verdiler. Penisilin listedeki bir öğeydi. Çalışma varsayımları ilginç bir şekilde yanlıştı: bu ajanların lizozim gibi enzimler haline geleceğini düşündüler. Önemli olan, sorunu mikrobiyolojik bir merak olarak değil, kimya olarak ele alma kararıydı.

Çıkarma işlemi perişandı. Chain, Edward Penley Abraham (Edward Penley Abraham) ile birlikte, dikkatli pH kontrolü, düşük sıcaklıklar ve tekrarlanan buharlaştırma (esasen dondurarak kurutma) ile bir saflaştırma yolu inşa etti ve verimler utanç vericiydi. Birçok galon küf suyu, bir tırnağı kaplayacak kadar az miktarda ürün verdi. Norman Heatley (Norman Heatley) daha sonra süreci ölçeklendirilebilir bir şeye dönüştürdü. 25 Mayıs 1940'taki fare deneyi departmanda büyük heyecan yarattı ve maddenin canlı bir hayvanda ölümcül bir enfeksiyona karşı çalıştığına dair ilk kesin kanıttı.

Şubat 1941'de ekip, ilk enfekte insan hastasını, Oxford'lu bir polisi tedavi etti. Belirgin bir şekilde iyileşti ve ardından penisilin bittiğinde durumu kötüleşti ve öldü. Florey bu başarısızlıktan bir yemin aldı: tedaviyi tamamlamak için her zaman yeterli penisiline sahip olacaktı. Temmuz 1941'de Florey ve Heatley ABD'ye gitti ve Peoria, Illinois'deki Tarım Bakanlığı'nın Kuzey Bölgesel Araştırma Laboratuvarları (Northern Regional Research Laboratories) ile temasa geçerek, sonunda binlerce insanı ve yaklaşık otuz beş kurumu içine çeken bir üretim çabası başlattılar.

Alamadığı Patent

Chain penisilin patentini almak istedi. Eğitim aldığı Alman enstitülerinde patent almak olağan bir uygulamaydı ve daha fazla çalışmayı finanse etmenin en bariz yoluydu. Florey, keşfin tüm insanlığa fayda sağlaması gerektiği görüşüyle reddetti. Karar Chain'i uzun süre rahatsız etti ve bu sadece yaralı bir gurur değildi: İngiliz tıbbı daha sonra üretim süreçlerini patentleyen Amerikan üreticilerden penisilini geri satın almak zorunda kaldı.

Kimya üzerinde çalışmaya devam etti. 1942'de, Abraham ile birlikte, penisilin molekülünün kalbindeki beta-laktam halkasını (beta-lactam ring) önerdi; o zamanlar tartışmalı olan ve 1945'te Dorothy Hodgkin'in (Dorothy Hodgkin) X-ışını kristalografisi ile doğrulanan bir yapı. O halka, tek bir ilaç yerine bütün bir antibiyotik ailesinin var olmasının nedenidir.

Savaşın sonuna doğru Nazilerin annesini ve kız kardeşini öldürdüğünü öğrendi.

Roma, Imperial ve Kamusal Yahudilik

1945 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü, "penisilinin keşfi ve çeşitli bulaşıcı hastalıklardaki iyileştirici etkisi için" Fleming, Florey ve Chain'e verildi. Onurlar izledi: 1946'da Gümüş Berzelius Madalyası (Silver Berzelius Medal), Royal Society Üyeliğine (Fellow of the Royal Society) seçim, 1954'te Paul Ehrlich Ödülü (Paul Ehrlich Prize), 1957'de Terapötikler için Altın Madalya ve 1969'daki Doğum Günü Onurlarında şövalyelik.

Tanınma onu her yerde hoş karşılanan biri yapmadı. ABD, 1950 McCarran İç Güvenlik Yasası (McCarran Internal Security Act) uyarınca onu yasakladı ve 1951'de iki kez vize vermeyi reddetti. 1948'de Oxford'dan Roma'ya, Yüksek Sağlık Enstitüsü'ndeki (Istituto Superiore di Sanità) Uluslararası Kimyasal Mikrobiyoloji Araştırma Merkezi'nin bilimsel direktörü olarak ayrıldı ve burada antibiyotik üretiminin aslında dayandığı endüstriyel biyoloji olan fermantasyon üzerine çalışmalar geliştirdi. 1961'de Londra'ya Imperial Koleji'nde (Imperial College) biyokimya profesörü olarak döndü ve biyokimya bölümünü kurdu.

1948'de biyokimyacı Anne Beloff (Anne Beloff) ile evlendi; üç çocukları oldu, Benjamin (Benjamin), Daniel (Daniel) ve Judith (Judith), Yahudi inancıyla yetiştirildiler. Yahudi kimliği yaşla birlikte daha merkezi ve daha kamusal hale geldi. 1954'te Weizmann Bilim Enstitüsü'nün (Weizmann Institute of Science) yönetim kuruluna katıldı, açık sözlü bir Siyonistti ve 1965'te Dünya Yahudi Kongresi Entelektüeller Konferansı'nda "Neden Yahudiyim" başlıklı bir konuşma yaptı.

Ernst Neden Dahi Olarak Adlandırılır

Chain'in iddiası, belirli bir zeka türüne dayanır: Biyolojik bir gözlemin aslında kimyasal bir sorun olduğunu görme ve ardından hedef molekülün işlemeden sağ çıkıp çıkmayacağını kimsenin bilmediği bir durumda kimyayı çözme yeteneği. Fleming 1928'de penisiline sahipti ancak onu stabilize edemedi veya konsantre edemedi; madde ünlüydü ancak işe yaramazdı. Chain'in 1938'deki öngörüsü, küfün antibakteriyel ajanlarının, hayranlık uyandıran bir gözlem turundan ziyade sistematik bir biyokimyasal saldırıyı hak ettiğiydi ve yeteneği, ayırdığı şeye zarar vermeyecek kadar hassas bir ekstraksiyon (pH, soğuk, tekrarlanan buharlaştırma) tasarlamaktı. 1942'deki beta-laktam önerisi, kristalografinin bunu doğrulayabilmesinden yıllar önce kimyasal akıl yürütmeyle yapılmış olması, zihninin en keskin göstergesidir.

Karşı taraf gerçektir. Penisilin'i o keşfetmedi ve bunu kendisi de söyledi; Fleming'e kredi veren popüler versiyon hayatının geri kalanında onu rahatsız etti, ancak sadece Chain'e kredi veren düzeltilmiş versiyon da eşit derecede yanlış olurdu. Oxford'un penisilini bir ekip sonucuydu: Florey yönü, siniri ve Amerikan bağlantısını sağladı, Heatley ölçeklendirilemeyecek hiçbir şeyin olamayacağı üretim mühendisliğini, Abraham yanındaki kimyanın çoğunu, Hodgkin yapısal kanıtı sağladı. Chain ayrıca genel görüşe göre zor ve kavgacıydı, kredi konusunda kolayca küçümsendiğini hissediyordu - ve en azından patent sorusunda haklı çıktı. Sahip olduğu şey yalnız bir deha değil, bir merakın ilaca dönüştüğü noktada uygulanan istisnai kimyasal yargıydı.

Miras

Chain, 12 Ağustos 1979'da Castlebar, County Mayo'daki Mayo Genel Hastanesi'nde (Mayo General Hospital) yetmiş üç yaşında öldü. Imperial Koleji'ndeki biyokimya binası onun adını taşır, Castlebar'daki bir yol da öyledir. Daha büyük anıt yapısal olandır: 1942'de savunduğu beta-laktam halkası, dünyanın en yaygın kullanılan antibiyotik sınıfının iskelesi olmaya devam ediyor ve her yarı sentetik penisilin, henüz bir laboratuvar kabındaki lekeyken sabitlemesine yardımcı olduğu bir molekülün varyasyonudur.